www.radartutorial.eu www.radartutorial.eu Основи радіолокації

Радіолокатори с еквівалентною внутрішньою когерентністю

Антенний
перемикач
Направлений
відгалужувач
Змішувач
Проміжний
підсилювач
Магне-
тронный
генератор
АПЧ
Стабільний
місцевий
гетеродин
Фазовий
детектор
Пристрій
обробки
сигналів
Модулятор
Змішувач
Когерентный
гетеродин
Синхро-
нiзатор

Рисунок 1. Структурна схема радіолокатору з еквівалентною внутрішньою когерентністю

Антенний
перемикач
Направлений
відгалужувач
Змішувач
Проміжний
підсилювач
Магнетронный
генератор
АПЧ
Стабільний
місцевий
гетеродин
Фазо-
чувствительный
детектор
Пристрій
обробки
сигналів
Модулятор
Змішувач
Когерентный
гетеродин
Синхронiзатор

Рисунок 1. Структурна схема радіолокатору з еквівалентною внутрішньою когерентністю

Магнетронный
генератор
Стабільний
місцевий
гетеродин
Синхронiзатор

Рисунок 1. Структурна схема радіолокатору з еквівалентною внутрішньою когерентністю
(інтерактивний рисунок)

Радіолокатори с еквівалентною внутрішньою когерентністю

Радіолокатори з еквівалентною внутрішньою
когерентністю
(псевдокогерентні радіолокатори) є окремим класом радіолокаторів. Їх ще називають когерентними на прийом радіолокаторами. В метеорології їх називають допплерівськими радіолокаторами.

Вимогою до будь-якого допплерівського радіолокатору є когерентність, тобто між частотою передачі та опорною частотою має існувати певне фазове співвідношення, яке використовується для виявлення допплерівського зсуву частоти прийнятого сигналу. Рухомі об’єкти виявляються за різницею фаз між сигналом цілі і фоновими перешкодами та шумами. Такий метод можливий якщо зв’язок між частотою передавача та опорною частотою приймача відомий.

Якщо вихідний каскад передавача є автогенератором, то фаза генерованого імпульсу є випадковою. При когерентному виявленні стабільний неперервний сигнал опорного генератора, синхронізований по фазі з передавачем під час кожного генерованого імпульсу, змішується з прийнятим сигналом відлуння. В результаті виникають биття або різницевий сигнал, за допомогою якого сигнал відлуння рухомої цілі відрізняється від сигналу відлуння нерухомої цілі.

Структурна схема радіолокатора з еквівалентною внутрішньою когерентністю наведена на Рисунку 1. Передавальним пристроєм радіолокатора з еквівалентною внутрішньою когерентністю є автогенератор, наприклад, на магнетроні.

Магнетрони є генераторними приборами із самозбудженням, вони не здатні підсилювати коливання стороннього задавального генератора, мають випадкову фазу генерованого сигналу по відношенню до опорної напруги. Необхідно запам’ятовувати випадкову фазу сигналу для інтервалу приймання між зондувальними імпульсами. Роль пристрою, що запам’ятовує тільки фазу кожного випромінюваного імпульсу і, тим самим, забезпечує еквівалентну когерентність, виконує спеціальний генератор – когерентний гетеродин. Коливання когерентного гетеродину фазуються коливаннями магнетрону під час випромінення імпульсу. В інтервалі приймання між імпульсами магнетрону когерентний гетеродин переводиться в режим незатухаючих коливань із збереженням початкової фази зондувального імпульсу. В цьому режимі когерентний гетеродин слугує джерелом опорної напруги.

Недоліки псевдокогерентного радіолокатора

Псевдокогерентна технологія на теперішній час є застарілою, але ще використовується в деяких старих (або недорогих) радіолокаторах. До недоліків псевдокогерентного радіолокатора відноситься таке.

  1. Процес фазової синхронізації не є таким точним, як у повністю когерентної системи, що знижує коефіцієнт покращення СРЦ.
  2. Цей метод неможливо використовувати у радіолокаторах із швидким переналаштуванням частоти. Змінення частоти в магнетроні залежить від механічного налаштування резонатора, і він, по суті, є вузькосмуговим пристроєм.
  3. Апаратна реалізація цього методу не є гнучкою і не може легко пристосовуватися до змін частоти повторення імпульсів, тривалості імпульсу або інших параметрів зондувального сигналу. Втім такі змінення простіше реалізуються в повністю когерентному радіолокаторі, тому що вони можуть здійснюватися на рівні формування сигналу на малій потужності. Крім того, в псевдокогерентній системі неможливо реалізувати частотну модуляцію зондувального сигналу (що є необхідним для обробки прийнятих сигналів методом стискання імпульсів).
  4. Оскільки зондувальні сигнали псевдокогерентних радіолокаторів, як правило, мають велику потужність, то й сигнали відлуння від великих нерухомих об’єктів (пасивні перешкоди), розташованих на великих відстанях від радіолокатора, будуть мати порівняно велику потужність. З цієї причини сигнали відлуння від об’єктів, які знаходяться на відстані, яка перевищує однозначно вимірювану дальність, можуть мати потужність, що пеервищує поріг виявлення. Крім того, що виникає неоднозначність вимірювання дальності, подібні пасивні перешкоди ще й не будуть скомпенсовані (придушені) оскільки фазова синхронізація когерентного гетеродину виконується по останньому зондувальному імпульсу.
Опис блоків на блок-схемі: