Введення в моноімпульсну радіолокацію
Розділ 1. Моноімпульсний метод. Вступ
Ідея моноімпульсного методу випливає з більш ранньої ідеї про визначення напрямку шляхом одночасного використання кількох діаграм спрямованості. Якщо хвиля, що приходить від ізольованого джерела імпульсного випромінювання, розташованого на досить великій дальності, приймається одночасно двома різними діаграмами спрямованості, то абсолютні значення амплітуд та фаз прийнятих сигналів змінюються зі зміною характеристик джерела або середовища, в якому відбувається поширення сигналів, але їх відносні величини залежать тільки з кута приходу [2]. При зосередженні уваги щодо діаграм спрямованості, а чи не на самих діаграмах, у принципі виключаються з розгляду інші параметри, крім кута приходу. Миттєве виділення цього, у відношенні при прийомі кожного імпульсу з тим, щоб визначити кути приходу коливань від усіх джерел, розташованих у межах діаграми спрямованості, незалежно від абсолютного рівня амплітуд цих коливань, є однією з двох відмінних особливостей моноимпульсного методу. Друга особливість полягає в тому, що при надходженні сигналу з напрямку, симетричного щодо рівносигнального, вихідна напруга змінює тільки знак.
У своїй найпростішій формі моноімпульсний метод полягає у порівнянні лише однієї пари сигналів, що достатньо для визначення кута приходу в одній площині, тобто для визначення азимуту джерела випромінювання або кута його місця. Однак стеження за метою у просторі вимагає вимірювання кута приходу у двох ортогональних площинах. Тому майже всі системи супроводу [1, 3, 4, 7] виробляють порівняння двох пар сигналів: зазвичай однієї пари в азимутальної площині, а інший - в кутомісній.
Глава 2 Загальна теорія моноімпульсної радіолокації
Постулат перший. Кутова інформація в моноимпульсной радіолокації витягується як відносини.
Кутова інформація про мету виходить у цьому методі при попарному порівнянні прийнятих сигналів. Здійснення такого порівняння шляхом взяття відношення двох сигналів призводить до того, що напруга на виході моноімпульсної кутомірної системи виявляється функцією тільки кута приходу і не залежить від абсолютного рівня прийнятих амплітуд сигналів.
Постулат другий. Вимірюване ставлення прийнятих сигналів під час переходу від позитивного кута приходу до рівному негативному куту замінюється зворотне.
Розділ 3. Моноімпульсні системи
Не незвичайною формою псевдомоноімпульсної радіолокації є система, що має нормування і парну симетрію. Така система має найсерйозніший недолік, який позначається щодо знака сигналу помилки. Тим не менш, ця система має важливі застосування, одне з яких було описано Бусігнісом та пов'язане зі збільшенням точності пошукового радіолокатора. У цьому випадку порівняння прийнятих сигналів обмежується лише індикацією збігу амплітуд двох сигналів. Якщо рівносигнальна лінія радіолокатора проходить через напрямок на ціль, то азимутальне положення цієї мети визначається на індикаторі кругового огляду досить точно шляхом збільшення яскравості променя на тому напрямку, де відбувається збіг амплітуд прийнятих сигналів.
Деякі системи не є істинно моноімпульсними через відсутність симетрії пеленгаційної характеристики щодо рівносигнального напряму, хоча це трапляється рідше, ніж порушення першого постулату. Важливим прикладом цього псевдомоноімпульсних систем є система з електроннимпереміщенням рівносигнального спрямування (система з електричним скануванням), що описується в наступному параграфі.
Розділ 4. Моноімпульсні системи для пеленгації у двох площинах
Число необхідних окремих каналів можна зменшити з трьох до двох шляхом утворення двох різницевих сигналів, зрушених по фазі відносно один одного на 90°, одного складного сигналу. Складний різницевий сигнал може тоді посилюватися в одному каналі, після чого його можна знову розділити на два початкові різницеві сигнали шляхом розкладання складного сигналу на складові, одна з яких знаходиться у фазі з сумарним сигналом, а друга зрушена щодо нього на 90°. Цей метод дозволяє зменшити кількість необхідних підсилювачів різницевих сигналів, але робиться це за рахунок жорсткіших фазових допусків. При цьому рівносигнальний напрямок буде точно визначатися нулем амплітуди різницевого сигналу незалежно від амплітудних або фазових характеристик підсилювачів, що, власне, і є головною перевагою системи I типу. При відхиленні мети від рівносигнального напрямку будь-який випадковий зсув фази в підсилювачі складного різницевого сигналу щодо фази в підсилювачі сумарного каналу призведе в результаті визначення таких значень азимуту і кута місця, які є комбінацією справжніх азимуту і кута місця мети.
При використанні такої схеми для супроводу мети будь-який небажаний фазовий зсув призведе до взаємного впливу один на одного азимутального та кутомісного сигналів помилки. Фазове зрушення на 90° призвело б до того, що азимутальний і кутомісний сигнали помилки помінялися місцями, і це повністю порушило б роботу системи супроводу, бо кутомісний сигнал помилки призводив би до переміщення антени по азимуту, інавпаки. При двох окремих каналах сигналів помилки, як це має місце у разі триканальних систем, описаних у попередньому параграфі, фазова помилка призводила б лише до зменшення крутості, але не призводила до взаємодії двох сигналів помилки. Якщо паразитний фазовий зсув перевищує 90°, відбувається зміна знака сигналу помилки.
Глава 5. Принцип побудови моноімпульсних антен
Антена є серцем моноімпульсної радіолокації. Вона здійснює зв'язок між випромінюючим джерелом та кутовим дискримінатором. Схема кутового дискримінатора вибирається з порівняно невеликої кількості використовуваних на практиці дискримінаторів, і тому керування характеристиками моноімпульсних систем в даний час здійснюється переважно шляхом зміни конструкції антеної системи. Вибором відповідного розподілу збудливого струму у розкриві антени можна керувати пеленгаційною характеристикою системи. Використовуючи описані в цьому розділі методи синтезу розподілу струму в розкриві, можна, наприклад, лінеаризувати пеленгаційну характеристику заданому інтервалі кутів приходу або забезпечити максимальну чутливість системи на рівносигнальному напрямку. У будь-якому разі розуміння принципів побудови моноімпульсних антен є суттєвим для повного розуміння роботи моноімпульсного радіолокатора.
Термін "фазовий центр антени" часто зустрічається в теорії моноімпульсної радіолокації. Вимоги, що пред'являються до розподілу струмів у розкритті антени для суто амплітудної пеленгації, припускають збіг фазових центрів діаграм; для випадку суто фазової пеленгації передбачається усунення фазових центрів двох діаграм. Тому цікава умова існування фазових центрів і визначення їх становища,що й буде розглянуто нижче.
Глава 6. Характеристики моноімпульсних систем І типу