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

Радиолокационный сигнал

радиолокационные сигналы
фазовая модуляция
частотная модуляция
модуляция функцией включения
модуляция от импульса к импульсу
частотное разнесение
фазовая манипуляция
фазовая манипуляция
  • код Велти
Линейная ЧМ ( • пилообразная)
нелинейная ЧМ
• треугольная
• псевдослучайная
• шумовая модуляция
• со ступенчатой част.
• синусоидальная
multiple frequency CW
unmodulated CW
радиолокационные сигналы
фазовая модуляция
частотная модуляция
модуляция функцией включения
модуляция от
импульса к импульсу
частотное разнесение
фазовая манипуляция
фазовая манипуляция
  • код Велти
Линейная ЧМ ( • пилообразная)
нелинейная ЧМ
• треугольная
• псевдослучайная
• шумовая модуляция
• со ступенчатой част.
• синусоидальная
многочастотное
непрерывное излучение
немодулированное
непрерывное излучение

Радиолокационный сигнал

Термин «радиолокационный сигнал» (иногда – «вид радиолокационного сигнала») обычно используется для определения внутренней структуры излучаемого радиолокатором. В англоязычных источниках для этого используется термин «Radar Waveform», который не имеет прямого перевода на русский язык. В зависимости от типа радиолокатора, этот термин может подразумевать как очень простую импульсную модуляцию (так называемую, модуляцию функцией включения), так и сложные импульсы с нелинейной внутренней модуляцией. Радиолокационные сигналы последнего типа могут иметь сложную структуру и применяться в радиолокаторах со сжатием импульса.

Следует отметить, что все виды модуляции, используемые в радиолокаторах непрерывного излучения, могут также использоваться для модуляции коротких или длинных импульсов в импульсных радиолокаторах.

Формирователь радиолокационного сигнала

Формирователь радиолокационного сигнала формирует излучаемый сигнал на промежуточной частоте. Это дает возможность генерировать радиолокационный сигнал заданной формы, управляя амплитудой и фазой высокочастотного сигнала. Устройства на поверхностных акустических волнах (ПАВ), широко использовавшиеся в 1980-х для сжатия импульсов, также использовались в качестве расширителей для формирования радиолокационных сигналов. Поскольку в радиолокаторах со сжатием импульса сформированный сигнала используется также и в приемном канале в качестве опорного, к стабильности его параметров предъявляются высокие требования.

счетчик адреса
память
ЦАП
Смеситель
установка
сброс
перенос
FF
11-разрядный
счетчик
sine
PROM
cosine
PROM
D
A
D
A
HY
Зондирующий
сигнал на ПЧ

Рисунок 1. Пример структурной схемы цифрового формирователя сигнала для нелинейно сжатого импульса

счетчик адреса
память
ЦАП
Смеситель
тактовые
импульсы
25 МГц
импульс
запуска
установка
сброс
перенос
FF
11-разрядный
счетчик
sine
PROM
cosine
PROM
ПЧ
Зондирующий
сигнал на ПЧ
D
A
D
A
HY

Рисунок 1. Пример структурной схемы цифрового формирователя сигнала для нелинейно сжатого импульса

счетчик адреса
память
ЦАП
Смеситель
установка
сброс
перенос
FF
11-разрядный
счетчик
ППЗУ
sin
ППЗУ
cos
Зондирующий
сигнал на ПЧ
D
A
D
A
HY

Рисунок 1. Пример структурной схемы цифрового формирователя сигнала для нелинейно сжатого импульса 1) (интерактивный рисунок)

Цифровое формирование радиолокационных сигналов

Цифровое формирование сигналов основано на использовании памяти компьютера для хранения данных в целях формирования произвольного радиолокационного сигнала. Требуемый сигнал может быть описан математической функцией, а дискретные значения этой функции хранятся в памяти в виде цифрового слова. Память опрашивается и на ее выходе в моменты, определяемые системными тактовыми импульсами, появляются записанные значения функции, описывающей сигнал. Затем цифровые значения сигнала преобразовываются в аналоговые напряжения в дискретные моменты времени. Из отдельных дискретных значений формируется синтезированный радиолокационный сигнал.

В примере, представленном на Рисунке 1, весь сигнал состоит из 2048 дискретных отсчетов напряжения. Соответствующие значения амплитуд и фаз хранятся в программируемом постоянном запоминающем устройстве (ППЗУ). Изменение радиолокационного сигнала возможно только путем замены ППЗУ производителем.

В разработанном Radartutorial учебном многофункциональном радиолокаторе вместо двух ППЗУ используются два быстрых 16-битных статических постоянных запоминающих устройства, емкостью 64 Кб каждое. Процессор ATMEL, установленный в ноутбуке, загружает необходимые значения из памяти через USB-интерфейс. Таким образом, оказывается возможным сформировать любой радиолокационный сигнал, от ультракоротких импульсов для классического импульсного радиолокатора до сигналов с внутриимпульсной модуляцией (для реализации метода сжатия импульсов) и всех видов модуляции для радиолокаторов непрерывного излучения с частотной модуляцией. Обработка сигнала в синфазно-квадратурном (I&Q) фазовом детекторе выполняется в обратном порядке.

Такой метод формирования зондирующего сигнала имеет преимущество, состоящее в том, что радиолокационный сигнал, хранящийся в цифровой форме, может использоваться при цифровой обработке в компьютере. Благодаря этому, сжатие сигнала теперь может выполняться в цифровом процессоре.

1) Для удобства восприятия осциллограмм в контрольных точках здесь выбрана промежуточная частота 470 кГц, нехарактерная для радиолокаторов.

Description of the modules in the block diagram

Sponsors: