Частотный метод непрерывного излучения

Структурная схема РЛС с частотной модуляцией непрерывного зондирующего сигнала показана на рис.8.3.

Рис.8.3. Структурная схеме РЛС с частотной модуляцией

непрерывного зондирующего сигнала.

Модулятор передатчика осуществляет частотную модуляцию генератора, изменяя частоту непрерывного зондирующего сигнала от f_min до f_max. На вход приемного устройства поступают зондирующие сигналы c частотой f₁ и отраженные от цели сигналы с частотой f₂. Отраженные сигналы повторяют закон изменения частоты зондирующих сигналов со сдвигом на время запаздывания t_D (рис.8.4,а).

Рис.8.4. Измерение радиальной скорости цели в РЛС

с частотной модуляцией непрерывного зондирующего сигнала:

а – график изменения частоты излучаемого и принимаемого сигналов;

б – график изменения разностной частоты (частоты биений).

В результате сложения зондирующих и отраженных от цели сигналов в смесителе приемника возникают биения с частотой F_B = f₁ – f₂, которая пропорциональна дальности до цели. В результате изменения расстояния между РЛС и целью возникает дополнительная доплеровская составляющая частоты биений F_V.

Тогда результирующая частота биений (рис.8.4,б):

F^’_B = F_B ± F_V,

где: F_B – частота биений, пропорциональная дальности до цели;

F_V – частота Доплера, пропорциональная радиальной скорости цели.

На выходе приемного устройства установлены узкополосные фильтры, которые обеспечивают разделение сигналов по радиальной скорости. Измерение радиальной скорости цели осуществляется частотомерами, отградуированными в единицах скорости.

Так как практически всегда выполняется условие F_{B min} ≥ F_{V max}, то:

F_B = (F₁ + F₂)/2

F_V = (F₁ – F₂)/2

Следовательно, измеряя разностные частоты F₁ и F₂, можно определить дальность и радиальную скорость цели.

Радиальная скорость цели:

V_r = = ,

где: f₀ = (f_max + f_min)/2 – средняя частота передатчика.

Достоинства частотного метода непрерывного излучения:

- большая дальность действия РЛС;

- возможность одновременного измерения радиальной скорости целей, находящихся в одном направлении, но на различных дальностях.

В этом случае возникает несколько частот биений. Частоты биений от разных целей выделяют с помощью узкополосных фильтров.

- высокая точность измерения скорости;

- небольшой вес и габариты измерительной аппаратуры.

Данное обстоятельство способствует размещению РЛС с частотной модуляцией непрерывного зондирующего сигнала на борту летающих объектов (космических аппаратов, самолетов, ракет и т.д.).

Недостатки метода:

- технические трудности эффективного разделения зондирующего и отраженного от цели сигналов;

- высокие требования к стабильности параметров модуляции, что необходимо для обеспечения однозначности при измерении радиальной скорости;

- трудности частотной селекции сигналов, отраженных от нескольких целей, находящихся на различных дальностях.

Они обусловлены большим количеством узкополосных фильтров.