Принципы построения аппаратуры рлс

Однако основное назначение их, как правило, одинаково наглядно воспроизводить боевую обстановку в зоне действия станции (или в выбранной по желанию оператора части этой зоны) и определять координаты нужных объектов. В индикаторных устройствах используются обычно электроннолучевые трубки, на экранах которых воспроизводятся отражённые сигналы от воздушных объектов, радиолокационная карта местности, над которой пролетает самолёт, боевая обстановка на море и т. д.В большинстве радиолокационных станций, кроме сравнительно грубого определении координат различных объектов с помощью индикатора, экран которого приспособлен для воспроизведения сигналов, отражаемых от всех объектов, находящихся в зоне действия станции, осуществляется также точное определение координат одного или нескольких объектов, выбранных оператором. Оно может производиться либо оператором станции, либо полуавтоматическим или автоматическим способом. В последнем случае оператор станции, выбрав нужную цель и включив систему автосопровождения по дальности и угловым координатам, только контролирует работу станции, которая сопровождает цель и определяет её текущие координаты с помощью электронных систем автосопровождения, обладающих высокой точностью работы.В качестве источников питания радиолокационных станций могут использоваться автономные источники питания либо общая система электропитания объекта, имеющего в своём составе радиолокационную станцию.Радиолокационные станции принято классифицировать в соответствии с их назначением и тактико-техническими характеристиками. К основным тактическим характеристикам относятся: дальность действия, и пределы работы в вертикальной и горизонтальной плоскостях, точность определения координат объекта, способность раздельно наблюдать и определять координаты целей, находящихся на близком расстоянии одна от другой, время обзора и частота получения данных об объектах, находящихся в зоне действия станции. К тактическим характеристикам относятся также манёвренность, время приведения станции в боевую готовность и надёжность её работы в различных условиях.ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАДИОЛОКАЦИИФизической основой радиолокации является рассеяние радиоволн объектами, отличающимися своими электрическими характеристиками (электрической проницаемостью, диэлектрической проницаемостью , и электропроводностью) от соответствующих характеристик окружающей среды при их облучении.Интенсивность рассеяния или отражения радиоволн (интенсивность вторичного поля) зависит от степени отличия электрических характеристик объекта и среды, от формы объекта, от соотношения его размеров l и длины волны λи от поляризации радиоволн. Результирующее вторичное электромагнитное поле состоит из поля отражения, распространяющегося в сторону облучающего первичного поля, и теневого поля, распространяющегося за объект (в ту же сторону, что и первичное поле).С помощью приемной антенны и приемного устройства можно принять часть рассеянного сигнала, преобразовать и усилить его для последующего обнаружения. Таким образом, простейшая РЛС может состоять из передатчика, формирующего и генерирующего радиосигналы, передающей антенны, излучающей эти радиосигналы, приемной антенны, принимающей отраженные сигналы, радиоприемника, усиливающего и преобразующего сигналы и наконец, выходного устройства, обнаруживающего отраженные сигналы (рис. 11).Рис. 11. Принцип действия простейшей РЛСКак правило, амплитуда (или мощность) принимаемого сигнала мала, а сам сигнал имеет случайный характер. Малая мощность сигнала объясняется большим расстоянием до объекта (цели) и поглощением энергии сигнала при его распространении. Кроме того, на интенсивность отраженного сигнала существенно влияют размеры целей. Случайный характер сигнала является следствием флуктуации отраженного сигнала за счет: случайного перемещения элементов цели сложной формы при отражении радиоволн; многолучевого распространения радиоволн; хаотических изменений амплитуды сигнала при распространении и ряда других факторов. В результате принимаемый сигнал по виду, интенсивности и характеру изменения похож в приемном тракте на шумы и помехи. Поэтому первой и основной задачей РЛС является обнаружение полезного радиосигнала, т.е. вынесение решения о присутствии полезного сигнала в поступающей на вход приемного тракта смеси полезного сигнала с помехами, называемой входной реализацией. Эта статистическая задача решается входящим в РЛУ специальным устройством - обнаружителем, в котором стараются использовать алгоритм оптимального (наилучшего) обнаружения. Качество процесса обнаружения характеризуют вероятностью правильного обнаружения D, когда присутствующий во входной реализации сигнал обнаруживается, и вероятностью ложной тревоги F, когда за полезный сигнал принимается помеха, а сам сигнал отсутствует. Обнаружитель тем лучше, чем больше D и меньшеF.Большинство параметров принимаемого сигнала априори неизвестны, поэтому при обнаружении приходится осуществлять поиск нужного параметра радиосигнала, отличающего его от сопутствующих шумов и помех.Построение РЛС на базе современных технологий обработки информации заключается в использовании в качестве антенн фазированной антенной решетки (ФАР), в качестве генератора пусковых импульсов синтезатора частоты - синхронизатора, в качестве выходного устройства - цифрового процессора. Передатчик в зависимости от того, какая антенна используется в РЛС, может быть реализован в модульном варианте и встроен в активную ФАР, либо в виде модулятора и однокаскадного или многокаскадного генератора радиочастоты для пассивной ФАР или зеркальной антенны. Таким образом, перспективная РЛС (рис. 12) состоит из ФАР, синтезатора-синхронизатора, аналогового процессора (приемника), цифрового процессора и устройства отображения информации.Рис. 12.Построение современной импульснойРЛСАнтенна по сигналам от ЭЦВМ осуществляет формирование лучей и их перемещение для обзора пространства. Радиопередатчик формирует зондирующие сигналы, которые излучаются антенной. Радиоприемник усиливает слабые отраженные целью и принятые антенной сигналы. Поскольку эти сигналы приходят в смеси с шумами и помехами, то их выделение осуществляется с помощью согласованных фильтров сосредоточенной селекции и цифровых фильтров. Обычно процессор сигналов (приемник) выдает электрические сигналы в цифровом коде. Дальнейшая обработка сигналов выполняется в процессоре данных по заложенным в него программам алгоритмов обработки. Рабочие частоты и временные интервалы в РЛС задаются с помощью синтезатора-синхронизатора. Устройство отображения информации выполняется обычно на индикаторе с электроннолучевой трубкой или на дисплее процессора.Количество одновременно обнаруживаемых и сопровождаемых целей определяется быстродействием систем обработки информации - выходного устройства, в качестве которого обычно используется цифровой процессор. На (рис. 13) изображен диспетчерский пункт регулирования воздушного движения в зоне аэропорта.Рис. 13. Диспетчерский пункт УВДТипичное изображение на экране индикатора кругового обзора (ИКО) РЛС УВД показано на рис. 1.4, а. Здесь можно различить светящиеся радиальные и круговые метки. В центре экрана «находится» РЛС. Яркие точки — отметки целей. По радиусу можно отсчитать дальность, а по углу поворота радиуса, проходящего через отметку цели, относительно вертикали, проходящей через центр экрана, можно измерить пеленг цели. К каждой отметке на экране «прикреплен» формуляр, который содержит необходимую информацию о бортовом номере, высоте, дальности и азимуте самолета (рис. 14, б). На рис. 14. для лучшей различимости проведено инвертирование изображения.Рис. 14. Вид экрана РЛС управления воздушным движением: а — общий вид экрана; б - укрупненное изображение фрагмента экрана с формуляромТаким образом, простейшая РЛС состоит Прд, Прм, антенного устройства, вычислительного устройства и УОИ. Помимо обнаружения объектов, УОИ РЛС выводит и другую информацию о целях, позволяющую идентифицировать объекты.ЗАКЛЮЧЕНИЕПодводя итоги, хочется отметить, что научная база, оставленная в наследство от советских ученых,позволяет нам лидировать в области проектирования средств радиолокации на мировом уровне.Разработка и проектирование радиолокационного оборудования будет всегда оставаться актуальной задачей для специалистов и инженеров радиотехнической сферы. Новые технологии и подходы позволят использовать и применять РЛС в различных областях военного и гражданского назначения.В ходе работы рассмотреныосновные вехи развития отечественной радиолокации, разобраны основные принципы действия РЛС и её блок-схема, а так же изучены физические основы радиолокации.СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫЛобанов М. М. Из прошлого радиолокации. М.: «Воениздат», 1969. — 208с.Случевский Б.Ф. Радиолокация и ее применение. М.: «Воениздат», 1962. — 255с.Лобанов М. М. Развитие радиолокационной техники. М.: «Воениздат», 1982. — 235с.Журнал РАДИО №11 .: издательство «ДОСААФ СССР», 1969. — 64 с.Бакулев П.А. Радиолокационные системы. Учебник для вузов. — М.: Радиотехника, 2004, - 320 с.