Управление частотой повторения зондирующих импульсов в системах сопровождения движущихся целей

Хазиев Тимур Анисович, аспирант УлГТУ. Окончил механико-математический факультет Ульяновского государственного университета;

Тюкавин Александр Александрович, доктор технических наук, профессор кафедры «Проектирование и технология электронных средств» УлГТУ. Окончил факультет автоматизации Уфимского нефтяного института. Имеет монографии, статьи, изобретения по вопросам техники измерений на переменном токе параметров сложных двухполюсников.

УДК 621.317 В. А. ГУЛЬШИН

УПРАВЛЕНИЕ ЧАСТОТОЙ ПОВТОРЕНИЯ ЗОНДИРУЮЩИХ ИМПУЛЬСОВ В СИСТЕМАХ СОПРОВОЖДЕНИЯ ДВИЖУЩИХСЯ ЦЕЛЕЙ.

Проведен анализ систем СДЦ, предложен метод управления частотой повторения зондирующих импульсов для оптимизации системы СДЦ и его применение при узкополосной фильтрации сигнала.

В современных РЛС обнаружения и сопровождения воздушных целей применяются специальные методы для отделения движущихся целей от неподвижных. Сигналы от неподвижных или малоподвижных целей являются пассивными помехами, возникающими из-за отражения зондирующих сигналов РЛС от местных предметов, гидрометеоров или от облака дипольных отражателей при постановке организованных пассивных помех, и затрудняют работу оператора.

Известны и широко применяются два метода селекции движущихся целей: компенсационный и фильтровой.

В настоящее время для селекции движущихся целей наибольшее применение находит фильтровая система СДЦ. При использовании фильтровой системы СДЦ отраженный сигнал на промежуточной частоте подается на фазовый детектор с последующим выделением частоты огибающей детектором и фильтрацией сигнала через фильтр Допплера. Недостатки такого построения системы СДЦ общеизвестны: это наличие слепых скоростей на частотах Допплера, кратных частоте повторения зондирующих импульсов, и наличие полуслепых скоростей в канале угловой автоматики при частотах Допплера, равных Еповт/2+Бск и Еповт/2-Бск (при использовании метода конического сканирования для определения угловых координат воздушной цели), где Бск - частота сканирования диаграммы направленности. Для предотвращения эффекта слепых и полуслепых скоростей в современных радиолокационных станциях используется режим вобуляции

частоты повторения зондирующих импульсов. Это, однако, не избавляет системы СДЦ от данных эффектов полностью.

Настоящим предлагается алгоритм управления частотой повторения по целеуказанию по скорости. Для каждой скорости воздушной цели рассчитывается оптимальная частота повторения, при которой видеоимпульсы на выходе фазового детектора будут иметь наибольшую амплитуду:

_ 2 • Урад

рповт.опт =-

(Х(п + к))'

где Рповтопт - оптимальная частота повторения; Ур - радиальная скорость цели; X - рабочая длина волны РЛС; п - номер скоростной зоны; к - коэффициент рабочей зоны.

Коэффициент рабочей зоны принят за критерий оптимальности. Для моноимпульсных систем сопровождения по угловым координатам, где нет опасности попадания полученной частоты огибающей на выходе детектора огибающей на полуслепую скорость, к =0,5. При определении угловых координат методом конического сканирования или комбинированным (ква-зимоноимпульсным) методом, критерий оптимальности может быть изменен, к =0,4 или к =0,6.

Данный алгоритм управления частотой повторения зондирующих импульсов может быть осуществлен или по жесткой программе, например использовании ПЗУ, или может рассчитываться непосредственно в процессе сопровождения бортовым процессором.

В результате реализации данного алгоритма имеется выигрыш среднего отношения сигнал/шум за счет полного избавления от эффекта слепых скоростей.

Схема управления частотой повторения имеет еще одно преимущество перед классической СДЦ. При целеуказании по скорости и основывающейся на этом расчете оптимальной частоты повторения появляется возможность предсказания частоты огибающей видеоимпульсов на выходе детектора огибающей. Используя информацию о частоте огибающей, возможна реализация узкополосной фильтрации сигнала системой узкополосных управляемых фильтров. Это позволяет получить значительный выигрыш отношения сигнал/шум по сравнению с обычной СДЦ.

Целеуказание по скорости может быть получено либо от внешней РЛС (на этапе захвата воздушной цели на сопровождение), либо непосредственно в процессе сопровождения цели путем дифференцирования изменения дальности.

Теоретическая проверка подобной схемы управления частотой повторения была проведена при оценке потенциала существующей РЛС сопровождения 1РЛ144М1.

Выигрыш, получаемый за счет увеличения средней амплитуды видеоимпульсов, составляет 6 дБ (по мощности) по сравнению с обычной систе-

мой СДЦ и 3,4 дБ (по мощности) по сравнению с квадратурной системой СДЦ.

Широкополосный фильтр существующей системы СДЦ был заменен на три узкополосных фильтра с соответствующей схемой управления.

Выигрыш, получаемый за счет применения узкополосной фильтрации, зависит от радиальной скорости цели и составляет от 3,9 дБ до 5,9 дБ.

100

200

300 400 500

Радиальная скорость цели, м/с

Рис. 1. Зависимость частоты огибающей от радиальной скорости воздушной цели

1,2 1

100

200

300 400 500

Радиальная скорость цели, м/с

Рис. 2. Скоростная характеристика оптимизированной системы СДЦ

Таким образом, предлагаемый алгоритм управления частотой повторения зондирующих импульсов по данным целеуказания по скорости полностью избавляет фильтровую систему СДЦ от эффектов слепых и полуслепых скоростей (зависимость полученной частоты огибающей на выходе фазового детектора и детектора огибающей от радиальной скорости цели представлена на рис. 1), и в сочетании с узкополосной управляемой фильтрацией позволяет получить значительный выигрыш отношения сиг-

нал/шум и, следовательно, большую рабочую дальность обнаружения и сопровождения воздушных целей. Полученная скоростная характеристика оптимизированной системы СДЦ радиолокационной станции 1РЛ144М1 представлена на рис. 2.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Бакулев П. А. Степин В. М. Методы и устройства селекции движущихся целей. М.: Радио и связь, 1986. 286 с.

Гульшин Владимир Александрович, окончил радиотехнический факультет Ульяновского государственного технического университета. Соискатель кафедры «Радиотехника» УлГТУ, ведущий инженер ОКБ ФГУП «УМЗ». Имеет публикации в области радиотехники.

УДК 621.372.85 Г.В. ДМИТРИЕНКО

ИССЛЕДОВАНИЕ РАССЕЯНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН НА ИМПЕДАНСНОЙ ПОВЕРХНОСТИ

Рассмотрены вопросы, связанные с рассеянием электромагнитных волн на шероховатой импедансной поверхности. Получены выражения для расчета поля отраженной волны от шероховатой импедансной поверхности.

В последнее время сильно возрос интерес к новым радиопоглощающим материалам (РПМ), широко использующиися в военной технике для снижения радиозаметности и защиты радиотехнической аппаратуры от мощного электромагнитного излучения. Кроме того, РПМ активно используют для уменьшения паразитных отражений от проводящих объектов, расположенных вблизи антенн. Одним из представителей РПМ являются композиционные материалы типа углепластиков. Как все диэлектрические материалы, они характеризуются диэлектрической проницаемостью е и тангенсом угла диэлектрических потерь Но в отличие от традиционных диэлектрических материалов, углепластики обладают большими значениями диэлектрической проницаемости е (до 1 000) и тангенса угла диэлектрических потерь (около 1 и более). Измерение характеристик таких материалов является косвенным методом, включающим пересчет измеряемых величин (комплексный коэффициент прохождения или отражения). Для этих целей требуется специальное измерительное оборудование и специ-