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 Тп 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 Тп 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 FД = (k +1/2)Fn,
(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 Тп, а на рис.4.108, б – импульсы запуска модулятора с двухпериодной вобуляцией, при которой интервал между импульсами составляет Тп+DТп и Тп–DТп. Возможный способ формирования таких импульсов показан на рис.6.108, д.
Генератор синхронизирующих импульсов формирует импульсы с периодом Тп (благодаря синхронизации с помощью УЛЗ). С помощью переключателя, управляемого синхронизатором, между синхронизатором и модулятором через один период повторения подключается линия задержки с задержкой DТп, так что один интервал между импульсами возрастает на DТп, 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 DТп 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 Тп (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 Тп1=Тп+DТп и Тп2=Тп-DТп 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=Tn1/Tn2 очень близко к единице, то «слепая» скорость значительно возрастает (при этом cos2pfTn и cos2pfDTn 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.