Определения их координат и скорости

ГЛАВА 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О РАДИОЛОКАЦИИ

Задачи и применение радиолокации

Радиолокацией называется область радиотехники, использующая явления отражения и излучения электромагнитных волн различными объектами для обнаружения и измерения координат этих объектов. Радиотехнические устройства, предназначенные для решения указанных задач, называются радиолокационными станциями (РЛС).

С помощью радиолокационных средств решаются самые разнообразные задачи навигации, управления полётом и посадкой летательных аппаратов, проводкой кораблей, прогнозирования погоды, перехвата объектов противника и прицеливания при стрельбе по ним. Радиолокационные устройства начинают использоваться при исследовании свойств объектов наблюдения, для определения их физических и кинематических характеристик.

При решении различных задач радиолокационные станции обеспечивают:

ü обнаружение объектов;

ü определение их государственной принадлежности (опознавание);

ü измерение координат объектов и определение их положения;

ü определение параметров движения объектов, выявление их траекторий и предсказание их последующих положений;

ü определение некоторых физических свойств и характеристик объектов.

Измерение координат объектов радиолокационными средствами осуществляется либо в сферической, либо в цилиндрической системах. За центр системы принимается место расположения РЛС (точка О на рис.1.1).

Рис.1.1. Система координат, принятая в радиолокации.

Сферическими координатами объекта наблюдения (точка М на рис.1.1) будут: D – радиус – вектор (дальность), j_аз – долгота (азимут), j_ум – угол места, дополняющий полярное расстояние q до 90⁰ (j_ум = 90⁰ - q). В цилиндрической системе положение объекта определяется аппликатой z(высота Н) и полярными координатами j_аз и r (горизонтальная дальность D_г) проекции точки М на плоскость хОy.

Объектом радиолокационного наблюдения или, как чаще говорят, целью может быть любое тело или группа тел с электрическими или магнитными свойствами, отличными от свойств среды, в которой распространяются радиоволны; целью может быть также и тело, характеризующееся собственным излучением радиоволн. Радиолокационными целями являются самолёт, корабль, человек, грозовое облако, участок поверхности земли, специальный радиомаяк и т.п.

Физические основы обнаружения целей и

определения их координат и скорости

При радиолокационном наблюдении информация о целях переносится радиолокационными сигналами. Радиолокационными сигналами называются электромагнитные колебания, параметры которых определенным образом связаны с целью.

Известно несколько методов получения радиолокационных сигналов:

1.Метод активной радиолокации является наиболее распространённым и основан на облучении цели электромагнитной энергией и приёме отражённых (рассеянных) целью радиоволн приёмным устройством РЛС.

2.Метод активного ответа – при этом при облучении цели электромагнитной энергией срабатывает установленный на цели ретранслятор (ответчик), который посылает вполне определённые радиосигналы; эти сигналы принимаются приёмником РЛС.

3.Метод пассивной радиолокации заключается в приёме сигналов собственного радиоизлучения целей (радиотепловое излучение тел, излучение собственных радиотехнических устройств и др.)

Обнаружение целей состоит в фиксации поступающих на вход приёмного устройства РЛС радиолокационных сигналов.

Измерение координат обнаруженных целей основано на определении значений параметров радиолокационных сигналов, несущих информацию об этих целях. При этом используются следующие физические свойства радиоволн:

Ø скорость распространения радиоволн в свободном пространстве (с) имеет конечное и приблизительно постоянное значение;

Ø траектории распространения радиоволн можно считать прямыми линиями;

Ø Частота принимаемых электромагнитных колебаний отличается от частоты излучённых колебаний в том случае, если цель перемещается относительно РЛС (эффект Доплера).

Время распространения радиоволн от РЛС до цели и обратно t_D:

.

Тогда дальность цели по методу активной радиолокации:

.

(1.1)

Обычно величину t_D называют временем запаздывания отражённого сигнала.

Радиальная составляющая скорости движения цели:

,

(1.2)

где - доплеровское смещение частоты отражённых от целей радиолокационных сигналов;

V_р - основано на использовании эффекта Доплера, который проявляется дважды:

во – первых, частота электромагнитных колебаний, переизлучаемых движущейся целью f_отр, отличается от частоты излучённых колебаний f_изл:

.

и, во – вторых, частота колебаний, принятых отражённых сигналов:

.

Тогда

.

Принимаем, что .

Знак “+” соответствует сближению РЛС и цели, знак “-” – их удалению.

Тактические данные и

Поиск по сайту: