8. Расчет динамического диапазона входных сигналов и выбор структуры приемника

Наш приёмник должен обеспечивать прием эхо-сигналов приходящих как с максимальной дальности R_max, так и с минимальной R_min.

Руководствуясь рекомендациями из книги под ред. М. Сколника «Справочник по радиолокации», минимальную дальность возьмём порядка 10000 м. Предусмотрим бланкирование приёмника на времена задержки меньше минимального. Используя уравнение радиолокации, посчитаем динамический диапазон входных сигналов .

минимальная дальность до цели.

мощность передатчика для определения цели на дальней границе зоны действия РЛС.

Такая максимальная мощность, которая может быть подана на вход приемника.

Из-за большого динамического диапазона, необходимо применить высоко эффективную автоматическую регулировку усиления (АРУ).

В приёмнике будем использовать УПЧ с логарифмической проходной характеристикой. Преимуществом логарифмического усилителя является то, что помехи обусловленные отражением от земной поверхности и атмосферных осадков, и шумовые флуктуации независимо от их абсолютной величины могут быть сведены в результате логарифмической обработки к постоянной флуктуации вокруг некоторого среднего значения. Средний уровень шума будет естественно постоянным. Этот средний уровень и его изменения уменьшим с помощью фильтра верхних частот (дифференцирующей схемы), который включается в цепь видеочастоты после логарифмического усилителя, в результате чего уровень помех получается на индикаторе постоянным и одинаковым [3].

Рис. 8.1. Структурная схема разработанной РЛС.

9. Импульсный метод измерения дальности.

В состав импульсно­го радиолокационного дальномера входят синхронизатор, передат­чик, антенный переключатель (АП), антенна, приемник и оконеч­ное устройство (рис. 9.1, а). Синхронизатор вырабатывает после­довательность видеоимпульсов для синхронизации передатчика и оконечного устройства (1 на рис. 9.1, б). Передатчик формирует импульсные высокочастотные колебания, которые могут быть мо­дулированы или манипулированы по фазе или частоте в пределах каждого импульса по некоторому закону (2 на рис. 9.1, б). Высо­кочастотные импульсы передатчика через антенный переключатель поступают в антенну и излучаются в пространство.

Если в зоне облучения имеется цель, то эта цель отражает (пере- излучает) сигналы передатчика. Отраженные (переизлученные) сигналы принимаются антенной и через антенный переключатель поступают на вход приемника. С выхода приемника видеоимпульсы цели подаются в оконечное устройство дальномера, где производится измерение времени запаздывания этих импульсов относительно зондирующих сигналов передатчика (3 на рис. 9,1, б). Антенный переключатель служит для запирания приемника во время излучения зондирующих импульсов и для блокировки выходных цепей передатчика во время приема сигналов.

При использовании импульсного дальномера возможно одновременное измерение дальности нескольких объектов, если принятые от них сигналы на выходе приемника не перекрываются. Если и — дальности двух объектов, то сигналы этих объектов не пе­рекрываются при условии, гдедлительность импульса на выходе приемника (на входе оконечного устройства). Из последнего соотношения следует, что минимальная разность между дальностями двух объектов, при которой еще воз­можно раздельное измерение этих дальностей, должна удовлетво­рять условию.

Рис. 9.1. Схема импульсного дальномера (а) и процессы в нем (б).

Период следования импульсных сигналов при импульсном мето­де дальнометрии выбирается исходя из условия обеспечения одно­значного измерения дальности. Это условие состоит в том, что максимальное время запаздывания не должно превышать период следования, т. е.

, (4)

где максимальная дальность цели. Если условие (4) не выполняется, то при возникает ошибка измерения, кратная .

В качестве оконечного устройства импульсного дальномера (измерителя времени запаздывания ) применяются визуальные ин­дикаторы на электронно-лучевых трубках либо автоматические измерители, которые одновременно преобразуют величинув цифровой код. Визуальные индикаторы применяются в дальноме­рах главным образом как средство контроля.

На вход преобразователя временного интервала в число (рис. 9.2) поступают импульсы синхронизации, определяющие начало изме­ряемого временного интервала , и соответствующие им отраженные или перензлученные импульсы с выхода приемника, определяющие конец этого интервала. Каждый импульс синхронизации переводит триггер в состояние, при котором схема И отперта. С этого момента на вход счетчика дальности начинают поступать счетные импульсы, вырабатываемые генератором счетных импульсов (4 на рис. 9.1, б). Число счетных импульсов, поступивших на счетчик к моменту прихода ответного импульса, определяется равенством

, (5)

где дальность цели;частота следования счетных импуль­сов. Числоотображающее в двоичном коде дальность, счи­тывается со счетчика дальности с приходом ответного импульса с помощью схемы съема,

Рас. 9.2. Преобразователь временного интервала в число.

Возврат триггера управления в исходное состояние, при кото­ром схема И заперта, производится импульсом сброса (5 на рис. 9.1, б), поступающим из синхронизатора. Этот же импульс сбрасывает показания счетчика, подготавливая его к следующему циклу измерения .

Основное достоинство импульсного метода измерения дальности состоит в том, что при сравнительно простой аппаратуре можно одновременно измерять дальность многих объектов. К недостаткам метода относятся невозможность измерения очень малых дальностей, так как во время излучения зондирующего сигнала приемник заперт, а также ограниченные возможности измерения радиальной скорости цели.