www.radartutorial.eu www.radartutorial.eu Основы радиолокации

Обобщенная структурная схема импульсного радиолокатора

Рисунок 1. Обобщенная структурная схема импульсного радиолокатора

Данная структурная схема может быть использована вами в качестве учебных материалов для ваших занятий, однако при этом в анимации будут отсутствовать названия структурных элементов и фоновое изображение (ландшафт). Названия структурных элементов могут быть нанесены в виде отдельного слоя поверх анимации, например, при помощи приложения MS PowerPoint, с текстом на нужном языке.
Чтобы использовать данную структурную схему с светлым фоном элементов, используйте pulseradar-bright.gif (940×650px, 683 килобайт).

Описание элементов структурной схемы
Синхронизатор

Синхронизатор радиолокатора выдает все метки времени, импульсы синхронизации и стробы. Вырабатывая импульс запуска передатчика, синхронизатор определяет начальный момент излучения зондирующего сигнала.

Генератор сигналов

В современных радиолокаторах генератор сигналов формирует сложные зондирующие сигналы по структуре на промежуточной частоте. В нем же происходит формирование зондирующих сигналов по длительности. В более ранних радиолокаторах генератор сигналов был составной частью модулятора и был выполнен в виде формирующей цепи.

Модулятор

Во многих современных радиолокаторах модулятор выполняет перенос зондирующего сигнала на несущую частоту передатчика. В более старых радиолокаторах модулятор только вырабатывал импульс высокого напряжения заданной длительности, который подавался на анод генераторной лампы передатчика.

Передатчик

Передатчик вырабатывает зондирующий импульс необходимой энергии. Сложные сигналы в нем усиливаются до требуемой мощности в усилителе мощности. Простые сигналы без внутриимпульсной модуляции генерировались при помощи мощных автоколебательных генераторных ламп (например, магнетронов).

Антенный переключатель

Антенный переключатель представляет собой переключатель «прием-передача». Он подключает антенну к передатчику на время излучения зондирующего импульса и одновременно защищает приемник от проникновения в него мощных импульсов, способных вывести приемник из строя. Во время приема он передает принятый эхо-сигнал в приемник с наименее возможными потерями.

Временная автоматическая регулировка усиления (ВАРУ)

Этот элемент представляет собой усилительное звено, коэффициент усиления которого зависит от времени. При нахождении цели в ближней зоне отраженный сигнал достаточно мощный, поэтому не нуждается в большом усилении. При больших дальностях цели эхо-сигналы имеют крайне малую интенсивность и поэтому усиление должно быть максимальным. Для того, чтобы избежать перегрузки (насыщения) приемника эту регулировку нужно производить как можно раньше, то есть еще на несущей частоте. В большинстве случаев в этот элемент дополнительно встраивается ограничитель для защиты чувствительных ступеней предварительного усилителя с низким уровнем шумов в приемнике.

Приемник

В приемнике высокочастотный эхо-сигнал преобразуется в сигнал на более низкой промежуточной частоте, на которой легче выполнять его обработку. На промежуточной частоте выполняется основная часть усиления принятого сигнала.
Для получения наилучшего динамического диапазона приемника, в основном, применяются логарифмические усилители.

Сигнальный процессор

В сигнальном процессоре обработка (первичная обработка радиолокационной информации) сигнала выполняется все еще в реальном времени. Здесь сигналы оцифровываются, однако, тем не менее, остаются в жесткой временной связи с зондирующим импульсом. На этом этапе может параллельно использоваться много различных фильтров, после которых в дальнейшую обработку поступает только сигнал, имеющий наибольшее отношение «сигнал-шум». При дальнейшей обработке следует учитывать, с какого именно фильтра поступил сигнал, поскольку это представляет собой важную информацию для распознавания цели.

Процессор обработки данных

В этом элементе радиолокатора обрабатываются уже не сами сигналы, а их цифровое представление. Обрабатываемые здесь цифровые данные уже не имеют привязки к импульсу запуска передатчика, а значит и отображаются уже не в реальном времени. Для обеспечения корректности отображения радиолокационной информации каждый набор данных имеет соответствующую временную метку.

Индикатор радиолокатора

Подразумевая, что радиолокатор может иметь индикаторное устройство разных типов, на схеме, в качестве примера, изображен аналоговый индикатор (А-индикатор) на основе обычного осциллографа. Его горизонтальная развертка (ось Х) масштабируется в соответствии со скоростью распространения электромагнитных волн в пространстве. Принятый сигнал проходит каскады приемного устройства за определенное время. Тем самым компенсируются временные задержки во внутренних цепях осциллографа: время запаздывания принятого сигнала (и, следовательно, дальность до цели) измеряется от переднего фронта излучаемого импульса до переднего фронта отображаемого на экране эхо-сигнала.