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

Допплеровская частота для пассивных помех

направление
движения
платформы
ширина
синтезированной
апертуры
дальность

Рисунок 1. Неподвижные точечные цели в луче движущегося радиолокатора

направление
движения
платформы
ширина
синтезированной
апертуры
дальность

Рисунок 1. Неподвижные точечные цели в луче движущегося радиолокатора

Допплеровская частота для пассивных помех

Вследствие движения платформы с бортовым радиолокатором, пассивные помехи, представляющие собой отраженные от неподвижных объектов сигналы, приобретают допплеровский сдвиг частоты. При прохождении радиолокатора мимо двух точечных целей от В до А (Рисунок 1) допплеровский сдвиг частоты имеет приблизительно линейную зависимость от времени, принимая при этом нулевое значение когда радиальная скорость равна нулю. Такая зависимость приближенно соответствует линейной модуляции частоты. В таком случае можно говорить об азимутальном сжатии сигнала как о сжатии допплеровского сигнала, возникающего при интегрировании в области R·φa. Ширина полосы частот Допплера состоит из частотных составляющих, возникающих при отражении зондирующего сигнала от объектов, попадающих в луч антенны радиолокатора при его движении. Для узкого луча ширина этой полосы определяется формулой:

fD1 - fD2 = 2v · φa где v — путевая (горизонтальная) скорость платформы;
φa — ширина луча по уровню 3 дБ;
λ — длина волны радиолокатора.
(1)
λ
Doppler frequency [Hz]

Рисунок 2. Зависимость допплеровской частоты от направления прихода сигнала (скорость 100 м/с)

Doppler frequency [Hz]

Рисунок 2. Зависимость допплеровской частоты от направления прихода сигнала (скорость 100 м/с)

Путем использования внутриимпульсной модуляции частоты в зависимости от времени допплеровская частота может быть «нормирована» для дальнейшей обработки, то есть разделена на поднесущие.

частота [Гц]
фаза [градусы]
амплитуда [В]
время [с]
время [с]

Рисунок 3. Изменение частоты, фазы и амплитуды сигнала от точечного рассеивателя

частота [Гц]
фаза [градусы]
амплитуда [В]
время [с]
время [с]

Рисунок 3. Изменение частоты, фазы и амплитуды сигнала от точечного рассеивателя

Движущиеся цели в радиолокаторах с синтезированной апертурой

Сигнальный процессор радиолокатора с синтезированной апертурой работает в предположении, что точки облучаемой поверхности остаются неподвижными в течение времени измерения. Каждая точка радиолокационного изображения имеет свою уникальную зависимость фазы от времени, что используется в процессоре для определения положения этой точки на изображении.

Если же на указанную зависимость фазы накладывается изменение фазы, вызванное движением точки, то в зависимости от параметров этого движения (направление, скорость) возникают различные эффекты, от некоторого размытия изображения, приводящего к его смещению, до полного размытия изображения, делающего невозможным наблюдение цели. Первый эффект возникает при постоянстве направления и скорости дыижения цели во время измерения. Второй — при изменении напрвления и скорости движения цели во время измерения. Подобные эффекты можно наблюдать, например, на радиолокационных изображениях морских сцен, когда движущийся с большой скоростью корабль отображается на некотором рвсстоянии от вызываемой им волны. Для анализа сигналов от движущихся целей в радиолокаторах с синтезированной апертурой применяются время-частотные методы. Это делает возможным разделение сигналов от движущихся целей и от неподвижных объектов (пассивных помех) с дальнейшим корректированием положения отметки от движущегося объекта.