Коническое сканирование
Рисунок 1. При коническом сканировании луч антенны описывает конус в пространстве вокруг оси антенны.
Рисунок 1. При коническом сканировании луч антенны описывает конус в пространстве вокруг оси антенны.
В некоторых устаревших радиолокаторах сопровождения для точного определения координат цели применяется коническое сканирование. Принцип конического сканирования заключается в том, что диаграмма направленности антенны специально отклоняется на некоторый угол относительно ее электрической оси. Во время функционирования радиолокатора луч антенны совершает вращательное движение так, что его ось описывает поверхность конуса с вершиной в центре антенны (Рисунок 1). Коническое сканирование может быть реализовано, например, механическим перемещением облучателя, вынесенного из фокуса зеркала антенны. Облучатель приводится в движение двигателем, размещаемым позади зеркала.
На любом фиксированном расстоянии от антенны ее луч своей осью описывает окружность на плоскости, перпендикулярной электрической оси антенны. В пределах заданной дальности действия радиолокатора внутренний край луча всегда будет накрывать ось антенны.
Предположим, что коническое сканирование используется для сопровождения цели. Если цель находится точно на оси антенны, угловое расстояние между направлением на нее и осью луча (во время его сканирования) будет оставаться постоянным. Следовательно, постоянными (и небольшими по амплитуде) будут и эхо-сигналы цели. Если же цель находится в стороне от оси антенны, пусть даже на небольшом угловом расстоянии, то эхо-сигналы приобретут модуляцию амплитуды. Например, если направление на цель отклонено от оси антенны влево, то максимальная амплитуда отраженного сигнала будет наблюдаться когда луч будет направлен в этом направлении и минимальна – когда в противоположном. Между этими крайними положениями амплитуда сигнала будет принимать значения, пропорциональные угловому отклонению линии визирования цели от оси антенны. Очевидно, что амплитудная модуляция будет подчиняться синусоидальному закону, частота которого будет соответствовать частоте вращения (сканирования) облучателя. Глубина модуляции будет пропорциональна угловому расстоянию цели от оси антенны. Полученная таким образом информация обрабатывается бортовым вычислителем, в результате чего вырабатываются команды управления приводами антенны, вызывающие поворот оси антенны в сторону цели до того момента, когда амплитудная модуляция эхо-сигналов исчезнет. Таким методом угловые координаты цели определяются с высокой точностью.
Рисунок 2. Анимация, поясняющая принцип функционирования радиолокатора сопровождения с коническим сканированием луча антенны
Одним из методов реализации конического сканирования является метод, при котором сканирует только приемная антенна (COSRO, Conical Scan on Receive Only). В этом случае на передачу и на прием используются разные антенны, при этом сканирование осуществляет только приемная антенна. Диаграмма направленности передающей антенны должна быть достаточно широкой, чтобы перекрывать все возможные положения луча приемной антенны.