2. Задачи, решаемые радиолокацией.

Радиолокацией называется область радиоэлектроники, обеспечивающая получение информации о цели путем приема и анализа радиоволн.

Цели могут быть:

- аэродинамические (самолеты, вертолеты, крылатые ракеты, ДПЛА и т.д.);

- баллистические (баллистические ракеты, мины, снаряды);

- космические (ИСЗ);

- наземные или надводные (машины, танки, корабли).

Радиолокационная информация − совокупность сведений, получаемых средствами радиолокации. К таким сведениям относятся:

- отсутствие или наличие цели в данной области пространства;

- координаты и параметры движения цели;

- тип или класс цели.

Технические средства получения информации о цели называют радиолокационными станциями (РЛС) или системами.

Замечание. РЛС − это очень чувствительное устройство, способное обнаруживать сигналы мощностью . Если РЛС сравнивать с термометром, то она эквивалентно способна «обнаружить» повышение температуры мирового океана, когда в него выливается стакан кипятка.

Как правило, работа РЛС происходит в условиях помех, которые могут быть:

- активными (активными шумовыми, имитирующими);

- пассивными (отражения от подстилающей поверхности, отражения от дипольных отражателей);

- естественными (космические излучения, например, солнечный свет и др.);

- индустриальными (например, излучения теле- и радиоустройств).

Радиолокация посредством РЛС решает три задачи:

1) Обнаружение цели − процесс установления факта наличия или отсутствия цели в анализируемой РЛС области пространства.

2) Измерение координат и параметров движения цели. Обычно в радиолокации используется сферическая система координат:

Рисунок 1.1 – Пояснения к измерению координат и параметров движения цели

В такой системе координат измеряются:

- дальность − ;

- азимут − ;

- угол места − ;

- радиальная скорость − .

Измерение сводится к формированию оценок координат и скорости с ошибками, не превышающими допустимые.

Кроме того, часто используется декартова система координат, в которой измеряются координаты , , . Также могут формироваться скорости изменения декартовых координат , , и полный вектор скорости .

3) Распознавание цели − установление класса или типа цели, путем анализа радиолокационных характеристик цели и координатной информации.

Процесс решения этих задач называется радиолокационным наблюдением.

3. Принципы получения радиолокационной информации.

Радиолокационное наблюдение осуществляется в соответствии со следующими принципами.

Принцип 1. При обнаружении, наличие цели в зоне действия РЛС устанавливается по факту приема радиолокационной станцией сигнала от этой цели. Способ получения такого сигнала определяет вид радиолокации.

Принцип 2. В основе определения координат и параметров движения цели лежат закономерности распространения радиоволн:

1) постоянство скорости распространения ;

2) прямолинейность распространения;

3) направленность излучения и приема, в основе которой лежит явление интерференции;

4) эффект Доплера-Белопольского.

В основе определения радиальной дальности лежат два первых свойства. При этом измеряется время запаздывания отраженного от цели сигнала относительно зондирующего сигнала (т.е. излучаемого РЛС):

,

из которого следует значение дальности до цели

В основе определения угловых координат лежат второе и третье свойства. Направление прихода сигнала от цели отождествляется с направлением на цель, которое характеризуется угловыми координатами.

В основе определения радиальной скорости лежит эффект Доплера-Белопольского. Этот эффект заключается в смещении частоты отраженного сигнала по сравнению с частотой зондирующего сигнала на величину , где − длина волны зондирующего сигнала.

Принцип 3. В основе определения класса или типа цели лежит анализ характеристик отраженного или излученного целью сигнала с учетом координат и параметров движения цели. В характеристиках отраженного от цели сигнала содержится информация о размерах цели, ее ориентации в пространстве, о типе или классе двигательной установки, о распределении отражательной способности по поверхности цели.

Принцип 4. Для решения задач радиолокации необходимо выделить слабые сигналы от цели на фоне помех, а также различать сигналы ль разных целей. Это осуществляется путем использования различий в характеристиках сигналов и помех:

- временных (по времени задержки отраженного сигнала);

- спектральных (частотных);

- пространственных;

- поляризационных;

- статистических.