|
| |
|
Слаботочка Книги Капли дождя имеют сферическую форму и отражают волны симметрично, сохраняя неизменным направление вращения векторов Е и Н, которое, как известно, определяется относительно направления распространения волн. Следовательно, в данном случае после отраже-ния поляризация изменяется: правосторонняя волна обращается в левостороннюю, и наоборот. В результате волна с круговой поляризацией, отраженная от капель воды, не принимается антенной, излучавшей ранее эту волну. Реальные цели имеют произвольную конфигурацию, вследствие чего волны с круговой поляризацией, отражаясь от асимметричных целей, приобретают эллиптическую поляризацию. Но такая волна представляет совокупность круговых волн - левосторонней и правосторонней. Одна из них, с которой антенна согласована по поляризации, будет принята антенной. В монографии [48] указывается, что таким способом можно ослабить помехи от дождя на 20-25 дБ, а от снега - на 10 - 15 дБ. Следует иметь в виду, что так как при этом принимается только одна составляющая отраженной волны, поляризационная селекция связана с некоторой потерей мощности полезного сигнала (на 6-8 дБ). Обычно в конструкциях радиолокационных антенн можно предусмотреть возможность перехода от кругоюй поляризации к линейной, когда пассивных помех нет и необходимость в поляризационной селекции отпадает. Раздел и ВЫХОДНЫЕ УСТРОЙСТВА РАДИОЛОКАЦИОННЫХ СТАНЦИЙ Глава 6. ИНДИКАТОРНЫЕ УСТРОЙСТВА РЛС § 32. Назначение и классификация индикаторных устройств РЛС Выходные устройства РЛС предназначены для создания отметок целей, получаемых в результате съема и обработки радиолокационной информации, которая поступает в эти устройства в виде выходного сигнала приемника, опорного сигнала для измерения дальности и сигналов датчиков углового положения луча антенны. Под отметкой цели понимают совокупность всех сведений о цели, которые можно получить с помощью РЛС. Характер и форма отметки зависят от того, кто или что является получателем радиолокационной информации. Если это оператор РЛС, то отметки целей должны воспроизводиться в форме, удобной для индикации на экране ЭЛТ или другом виде индикатора; если это электронно-вычислительная машина (ЭВМ) или счетно-решающий прибор (СРО), то отметки целей представляются в виде непрерывных или дискретных сигналов, на которые реагирует ЭВМ или СРП. Индикаторное устройство РЛС не только представляет радиолокационную информацию в доступной для оператора форме, но и совершает обработку информации-последетекторное интегрирование и испытание на порог. Признаками классификации индикаторов служат. 1. Органы чувств оператора, воспринимающие информацию. Это зрение и слух, причем возможности визуальных индикаторов значительно больше акустических. 2. Назначение индикаторов. По этому признаку различают индикаторы обнаружения и измерительные. Первые возвещают об обнаружении цели световым или звуковым сигналом, а вторые измеряют координаты и скорости целей и поэтому могут быть только визуальными. К классу измерительных относятся индикаторы на ЭЛТ, стрелочные приборы и цифровые счетчики. Индикаторы на ЭЛТ нашли преимущественное применение по следующим причинам: - они дают информацию о нескольких целях одновременно, в то время как счетчики и стрелочные Индикаторы - только об одной цели; - из всех перечисленных индикаторов только электронно-лучевые практически безынерционны; - индикаторы на ЭЛТ, благодаря большому входному сопротивлению, успешно работают даже при малой мощности выходных сигналов приемника; б* 131 - по изображению на экране ЭЛТ можно получить дополн11тель-ную информацию: о количестве целей, их классе, взаимном расположении и т. д.; - экран ЭЛТ производит последетекторное интегрирование сигналов: благодаря фосфоресценции (послесвечению) тормозится гашение светового пятна и с каждым новым импульсом пачки яркость отметки возрастает, при этом роль порогового устройства выполняют зрение и мозг оператора. В зависимости от назначения индикатора послесвечение должно быть очень коротким (до 10 мкс), коротким (10 мкс - 0,01 с), средним (0,01-0,1 с), длительным (0,1-15 с) и очень длительным (более 15 с).
2Дмт Рис. 6.1. Амплитудные (а) и яркостные (б) отметки на линии развертки дальности и шкала отсчета дальности (в). 3. Характер поля, вызывающего фокусировку и отклонение луча в ЭЛТ. в электростатических ЭЛТ эти функции выполняются электрическим полем, в электромагнитных ЭЛТ - магнитным полем, и, наконец, в ЭЛТ с комбинированным у1равлением фокусировка производится электрическим полем, а отклонение луча - магнитным. 4. Вид отметки-амплитудная или яркостная. При амплитудной отметке видеосигналы вызывают всплеск светового пятна на линии развертки (О, 1, 2, ... на рис. 6.1, а), а при яркостной отметке видеосигналы увеличивают или уменьшают яркость пятна, не изменяя его положения на экране (рис. 6.1, б). В ЭЛТ с амплитудной отметкой не требуется значительного послесвечения, и поэтому длительность накопления сигналов определяется временем запоминания отметки оператором РЛС (0,1 с); при яркостной отметке послесвечение экрана влияет на эффективность интегрирования, и потому оно должно быть длительным. Амплитудная отметка дает несколько большую информацию, так как по форме отметки легче отличить сигнал цели от шумовых выбросов и иногда даже можно судить о виде цели. Для получения амплитудной отметки целесообразно применять трубки с электростатическим откло- пением как более легкие, экономичные и в меньшей мере искажающие сигналы. Для яркостной модуляции светового пятна более пригодны магнитные трубки, поскольку они сохраняют хорошую фокусировку при большем токе электронного пучка. 5. Число измеряемых координат. С этой точки зрения индикаторы делят на одномерные, двухмерные и трехмерные. Из одномерных наиболее употребительны индикаторы дальности с амплитудной отметкой. К двухмерным относятся индикаторы с яркостной отметкой: дальность-азимут, дальность - угол места или высота и азимут-угол места. Так как экран трубки плоский, то трехмерные индикаторы строятся на основе двухмерных, причем третью координату определяют с помощью дополнительной условной отметки. 6. Вид развертки. В электронно-лучевых индикаторах измерение координат осуществляется с помощью линий развертки, которые различаются по форме: прямолинейная (линейная), кольцевая, радиаль-но-круговая, спиральная и растровая, а развертка дальности, кроме того, различается по скорости: равномерная (с постоянной скоростью), экспоненциальная, синусоидальная и гиперболическая (скорость развертки изменяется соответственно по закону экспоненциальному, синусоидальному или гиперболы). Сочетание вида и скорости развертки дает еще одно название развертки дальности: линейно-экспоненциальная, кольцевая равномерная и т. п. Каждая линия развертки должна иметь определенный масштаб. Например, развертке дальности (рис. 6.1, а, б) соответствует шкала (рис. 6.1, в), масштаб которой m равен отношению элементарного участка шкалы Д/ш в миллиметрах к измеряемому на этом участке интервалу дальностей АД в километрах: д = ДАД 1мм/км1. (6.1) Если шкала равномерная, то согласно обозначениям рис. 6.1 т = № = УДа =/Д , ,. Масиипаб дальности определяется скоростью развертки Рр, равной расстоянию, пробегаемому за 1с электронным лучом по линии развертки. Если эта скорость постоянная, то ее можно определить делением длины шкалы дальности соответствующей всему диапазону дальностей Дмако. На длительность прямого хода развертки Тп х. Отсюда Дмако = Tjjl, а масштаб дальности = тк/Дмакс = lJcT = 2VpT JcTr, , = 20р/е. (6.2) Развертка по углу совершается синхронно с движением луча антенны по азимуту (углу места), благодаря чему положение отметки цели на линии угловой развертки позволяет судить об азимуте (угле места) цели. Коэффициент использования экрана трубки показывает, какую часть диаметра трубки 4р составляет длина развертки (шкалы) /ш , размацаемой на экране: . kp = lnfdrf (6.3) Количество отметок на линии развертки ограничивается разрешающей способностью трубки, равной количеству световых Пятен диаметром da, которые могут уложиться на диаметре трубки: Qф dp/da ImJkpdu. (6.4) Для электростатических трубок (2ф = 150-200, а для магнитных, обладающих лучшей фокусировкой, превышает 300, а в ряде случаев, как, например, в станции ASDE, достигает 1000 [40]. Широкое практическое применение получили следующее индикаторы: типа А - индикатор дальности с прямолинейной разверткой, типа J индикатор дальности с круговой разверткой, типа PPJ - дальность - азимут с радиально-круговой разверткой, типа В - дальность - азимут с растровой разверткой и др. § 33. Индикаторы дальности с прямолинейной разверткой (типа А) В индикаторах дальности, поскольку они одномерные, используется амплитудная отметка. Развертка дальности совершается с частотой следования зондирующих импульсов. Эта частота большая, и яркость пятна получается значительной даже при небольшой плотности электронного пучка. В таких условиях не требуется большого послесвечения экрана. Всеэто служит основанием для применения в индикаторах типа А электростатических ЭЛТ. 33.1. Функциональная схема индикатора (рис. 6.2). ЭЛТ состоит из. электронного прожектора, электростатической отклоняющей системы и флуоресцирующего экрана. В состав прожектора входят подогревный катод К, управляющий электрод (модулятор) (УЭ)> первый и второй аноды (А1 и А2). Питается электронный прожектор от высоко-омного делителя R4 - R11, подключенного к высоковольтному выпрямителю в галряжением порядка нескольких киловольт. Снимаемое с потенциометра( яркость ) напряжение (/ од приложено со знаками + к катоду и - к модулятору. Значение этого напряжения (около 100 В) подбирается с таким расчетом, чтобы экран трубки был затемнен в интервале между прямыми ходами развертки. Подсвет трубки производится положительными импульсами, которые выделяются на резисторе R3 и подводятся к управляющему электроду. Чтобы сообщить электронам, движущимся от катода к экрану трубки, необходимое ускорение, напряжения на анодах А1, А2 должны быть положительными относительно катода. Требуемое изображение на экране ЭЛТ получается под воздействием напряжения развертки, приложенного к горизонтально отклоняющим {Х1-Х2) пластинам, и выходного напряжения приемника, приложенного к вертикально отклоняющим (F/-F2) пластинам. Как известно, чувствительность ЭЛТ по осям х а у выражается соответственно как = Ax/Aux [мм/В]; hy = А/Аы [мм/В], (6.5) где Ал;, А-отклонения светового пятна по осям х, у, вызванные приращениями напряжений Aux, Uy на пластинах X и К. Р/геширитель итульсов Генератор напряжения pssSeprnva Канал развертки Усилитель напряжения развертни Генера/рбр насиша/Гных UM J/PicoS tin Нл формирования итулсоф подсВета. 1Гаг Усилитель ВиВео сигналов  Регс. 6.2. Функциональная схема, временные диаграммы напряжений и изображение на экране ЭЛТ индикатора дальности с прямолинейной разверткой. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 [21] 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 |