Основы радиолокации

Что такое допплеровский радиолокатор?

Допплеровский радиолокатор

Допплеровским радиолокатором обычно называют радиолокатор, в котором при приеме эхо-сигнала используется эффект Допплера. В современных радиолокаторах это происходит во всех без исключения. Поэтому дополнительный термин «допплеровский» может опускаться. Тем не менее, если употребляется термин «допплеровский радиолокатор», то это означает, что речь идет не о радиолокаторе непрерывного излучения с частотной модуляцией (FMCW).

История

Однако в истории радиолокации дело обстояло так не всегда. Первыми радиолокаторами, которые могли использовать допплеровскую частоту для подавления сигналов от неподвижных объектов, были «Вюрцбургские гиганты» (Würzburg Riese), построенные во время Второй мировой войны. В особенности те комплекты, которые оснащались прибором «Würzlaus». Это был специальный фильтр на промежуточной частоте, который отфильтровывал помехи. Этот радиолокатор был первым в мире допплеровским радиолокатором.

В разработанных в послевоенные годы радиолокаторах для подавления сигналов от неподвижных объектов применяли череспериодную компенсацию. Для ее реализации входящий в состав приемно-передающей системы радиолокатора когерентный гетеродин во время калибровки настраивали точно на промежуточную частоту приемника. Эхо-сигнал от неподвижной цели порождал импульс стабильной формы, в то время как отраженный от движущейся цели сигнал — знакопеременный (биполярный) импульс. В соответствии с кодовым наименованием фильтра «Würzlaus» этот биполярный импульс на немецком языке назывался «Läuschen» до конца 80-х годов.
 

В дальнейшем термин «допплеровский радиолокатор» использовался в несколько измененном значении:

• В отношении радиолокаторов непрерывного излучения для датчиков движения термин использовали для повышения значимости простых радиолокационных модулей, понимая, при этом, что радиолокаторы такого типа не могут принимать ничего, кроме сигналов с допплеровским сдвигом частоты.
• Для метеорологических радиолокаторов добавление термина «допплеровский» к наименованию радиолокатора изначально использовали для того, чтобы подчеркнуть, что радиолокатор является более современным. В дальнейшем, с разработкой в конце 1990-х годов поляриметрических радиолокаторов, этот термин, наоборот, обозначал устаревшие радиолокаторы, способные работать только с одной поляризацией излучаемой электромагнитной волны.
• Для бортовых радиолокаторов, используемых на воздушных носителях, в 1970-х годах была разработана совершенно новая форма измерения бокового угла при помощи использования допплеровской частоты, так называемая допплеровская фокусировка луча.

Использование допплеровской частоты

В современных радиолокаторах допплеровская частота используется для решения различных задач:

• Классическое применение — все еще используемое для различения движущихся и неподвижных целей.
• Допплеровская частота может быть непосредственно измерена в современных радиолокационных устройствах посредством быстрого преобразования Фурье. В специализированных метеорологических радиолокаторах таким образом измеряют скорость и направление ветра. В обзорных радиолокаторах измерение допплеровской частоты применяется для оценки радиальной скорости цели.
• В обзорных радиолокаторах, кроме этого, используются большие наборы допплеровских фильтров для решения задачи идентификации (распознавания) цели. В лучшем случае таким способом удается определить даже тип самолета.