Слепые» скорости воздушных объектов

Эффект «слепых» радиальных скоростей цели характерен для когерентно-импульсных РЛС и отсутствует в случае непрерывных колебаний. Поясним его с помощью рис.4.106.

 

 

На рисунке изображены зондирующие импульсы, образованные из напряжения когерентного гетеродина и отраженные импульсы для случая, когда расстояние за период повторения Т_п от одного обзора до другого изменилось на l/2. Так как колебания проходят двойной путь до цели и обратно, то общий путь изменится на l, а фаза на 2p. Фазовый сдвиг между напряжением когерентного гетеродина и обоими импульсами остается одинаковым. Поэтому на выходе фазового детектора оба импульса будут иметь одинаковую амплитуду, пульсации отсутствуют и наличие движения обнаружить невозможно. Аналогично будет происходить, если расстояние до цели за время Т_п изменится на пl/2 (п = 1, 2, 3, …). Соответствующая радиальная скорость движущегося воздушного объекта называется «слепой». Она равна

. (4.56)

«Слепым» скоростям соответствуют допплеровские частоты

.

На рис.4.107 изображена зависимость частоты биений от частоты Доплера. Максимумы частоты огибающей соответствуют частотам F_Д = (k +1/2)F_n,

(k= 0, 1, 2, …). Скорости цели, обеспечивающие максимальную частоту пульсаций, называются оптимальными.

 

 

Одним из возможных методов борьбы со «слепыми» скоростями является вобуляция частоты повторения импульсов запуска. На рис.4.108, а изображены импульсы синхронизатора, следующие через период Т_п, а на рис.4.108, б – импульсы запуска модулятора с двухпериодной вобуляцией, при которой интервал между импульсами составляет Т_п+DТ_п и Т_п–DТ_п. Возможный способ формирования таких импульсов показан на рис.6.108, д.

Генератор синхронизирующих импульсов формирует импульсы с периодом Т_п (благодаря синхронизации с помощью УЛЗ). С помощью переключателя, управляемого синхронизатором, между синхронизатором и модулятором через один период повторения подключается линия задержки с задержкой DТ_п, так что один интервал между импульсами возрастает на DТ_п, а второй уменьшается на этот же интервал времени.

На рис.4.108, в изображены видеоимпульсы цели, снимаемые с выхода фазового детектора (точка А на рис.4.108, д). При положении переключателей, показанных на схеме рис.4.108, д, в периоды, когда импульсы передатчика задерживаются на время DТ_п в цепи фазовой детектор – подавитель, задержка отсутствует и наоборот. Поэтому на входе подавителя (точка В на рис.4.108, д) отраженные импульсы следуют с одинаковым периодом Т_п (девобуляция), что обеспечивает обычный режим работы схемы ЧПВ.

Скоростная характеристика системы СДЦ с вобуляцией частоты повторения импульсов запуска будет определена следующим образом. Если рассматривать каждую пару отраженных импульсов с интервалами Т_п1=Т_п+DТ_п и Т_п2=Т_п-DТ_п на выходе фазового детектора, то им соответствуют различные «слепые» скорости. В частности первые «слепые» скорости равны

;

Результирующая скоростная характеристика может быть определена как результат усреднения этих импульсов по напряжению или мощности

. (4.57)

На рис4.109, а, б изображены скоростные характеристики системы СДЦ с вобуляцией периода повторения. Если отношение периодов k=T_n1/T_n2 очень близко к единице, то «слепая» скорость значительно возрастает (при этом cos2pfT_n и cos2pfDT_n одновременно равны +1 или –1).

 

Еще одним способом уменьшения влияния «слепых скоростей» является применение сигналов на различных частотах (рис.4.109,в).Двухчастотной называется такая РЛС, которая излучает радиоимпульсы и принимает отраженные сигналы одновременно на двух различных частотах. В двухчастотной РЛС до фазового детектора осуществляются те же преобразования, что и в одночастотной РЛС, но в двух подканалах приемного устройства, которые соответствуют двум различным частотам зондирующих и отраженных сигналов.

В этом случае частоты отраженных сигналов:

(4.58)

где

 

(4.59)

где

В формулах (4.58) и (4.59) и - несущие частоты передатчиков двухчастотной РЛС.

 

После преобразования частоты на фазовый детектор подаются два сигнала на частотах:

В фазовом детекторе двухчастотной РЛС эхо-сигналы геометрически складываются не с когерентным напряжением, а друг с другом. В результате появляются биения, детектируемые амплитудным детектором. На выходе детектора образуются видеоимпульсы, огибающая которых изменяется с разностной доплеровской частотой:

(4.60)

Если, например, частоты передатчиков и равны соответственно 1550 и 1500 , то при одночастотном построении РЛС полосы частот Доплера для пассивных помех, перемещаемых вектором со скоростью от 0 до 50 , заняли бы участок частотных характеристик от нуля соответственно до и , а при двухчастотном построении РЛС до

Естественно, что обеспечить подавление пассивных помех в такой узкой полосе доплеровских частот весьма легко.

Применение раздельных систем СДЦ и смешивание выходных сигналов обеспечивает исключение «слепых» скоростей.