ВОЗМОЖНОСТЬ СНИЖЕНИЯ ИМПУЛЬСНОЙ МОЩНОСТИ РАДИОЛОКАЦИОННЫХ СТАНЦИЙ ОБЗОРА С СОХРАНЕНИЕМ ИХ ТОЧНОСТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК И РАЗРЕШАЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ

АННОТАЦИЯ

В данной статье было обосновано снижение импульсной мощности передатчика РЛС при сохранении заданной энергии сигнала и повышение ее помехозащищенности с сохранением точностных характеристик и разрешающей способности.

ABSTRACT

In this article, it was justified to reduce the pulse power of the radar transmitter while maintaining the given signal energy and increasing its noise immunity while maintaining accuracy characteristics and resolution.

Ключевые слова: код Баркера, АМ сигнал, ФМ-13, ФМ-42.

Keywords: Barker code, AM signal, FM-13, FM-42.

Актуальной представляется задача улучшать энергетические характеристики РЛС, снижать импульсную мощность передатчика при сохранении заданной энергии сигнала и повышении ее помехозащищенности.

В рамках решения данной задачи необходимо применять в радиолокационных станциях фазоманипулированный сигнал. Фазоманипулированный сигнал – это сигнал большой длительности, состоящий из отдельных кодовых интервалов, равных по длительности короткому гладкому импульсу. Фаза несущего СВЧ-колебания в каждом под импульсом может кодироваться и принимать определенное значение, например 0° или 180°. Управление изменением фазы выполняется с использованием кодов Баркера. Оптимальность кодов Баркера заключается в том, что амплитуда пика автокорреляционной функции равна N (N – количество кодовых импульсов в ФМ-сигнале), а значение боковых лепестков меньше или равно единице.

В канале первичной радиолокации РЛС необходимо использовать комбинированный зондирующий сигнал, состоящий из трех чередующихся зондирований:

• простым амплитудно-модулированным сигналом (АМ) длительностью 1,5 мкс;
• 13-элементным фазоманипулированным сигналом, сформированным с использованием тринадцатиразрядного кода Баркера, с длительностью каждого элемента по 1,5 мкс (ФМ-13);
• 42-позиционным ФМ-сигналом оптимальной структуры с длительностью каждого элемента по 1,5 мкс (ФМ-42).

Необходимость такой структуры сигнала объясняется тем, что при использовании ФМ-сигнала значительной длительности в зоне обзора РЛС возникает «мертвая зона», равная длительности сигнала. Например, при использовании только сигнала ФМ-42 «мертвая зона» составила бы около 40–50 км, что неприемлемо. Поэтому для ее перекрытия используются сигналы меньшей длительности. Так, зондирующий импульс ФМ-13 закрывает мертвую зону ФМ-42, а гладкий импульс перекрывает зону формирования ФМ-13 [1].

Структура зондирующего сигнала ПРЛ приведена на рисунке 1.

Рисунок 1. Структура зондирующего сигнала ПРЛ

Сначала излучается простой амплитудно-модулированный (АМ) сигнал (гладкий импульс) с длительностью, равной 1,5 мкс. При этом минимальная наклонная дальность обнаружения воздушных судов не превышает 1000 м. Диапазон рабочих дальностей, на которых используется АМ-сигнал, составляет от 1 до 3 км. После окончания рабочей дальности формируется временная задержка (t_з), которая определяет начала излучения АМ-сигнала на следующем зондировании. Затем излучается сложный фазоманипулированный сигнал ФМ-13, сформированный с использованием 13-разрядного кода Баркера. Длительность одного элемента ФМ-сигнала принята равной длительности импульса простого АМ-сигнала, то есть 1,5 мкс, а общая длительность сигнала ФМ-13 равна 19,5 мкс. Диапазон рабочих дальностей, на которых используется сигнал ФМ-13, составляет от 3 до 10 км.

Следующим излучается сложный фазоманипулированный сигнал ФМ-42, сформированный с использованием 42-элементной псевдослучайной последовательности. Длительность одного элемента сигнала ФМ-42 составляет 1,5 мкс, а общая длительность сигнала – 63 мкс. Диапазон рабочих дальностей, на которых используется сигнал ФМ-42, составляет от 10 до 150 км.

После этого снова формируется АМ-сигнал и так далее.

Для каждого сигнала АМ, ФМ-13 или ФМ-42 можно задавать свою собственную рабочую частоту и уровень излучаемой мощности.

Временные интервалы между сигналами запуска определяются с учетом необходимого диапазона обработки, времени на подготовку данных для управления его формированием и дополнительного временного интервала девиации, изменяемого по случайному закону. Таким образом, частота зондирующих сигналов является переменной величиной, что обеспечивает отсутствие «слепых» скоростей при обработке сигналов по алгоритму цифровой СДЦ [2].

Использования одинаковой длительности простого АМ сигнала и элементарных посылок ФМ-сигналов, равной 1,5 мкс, позволило после оптимальной фильтрации и сжатия ФМ-сигналов получить сжатый сигнал равной по длительности АМ-сигналу и обеспечить одинаковую разрешающую способность по дальности во всем диапазоне рабочих дальностей РЛС.

Вывод

Увеличение базы сигнала, то есть его длительности, и частотного спектра позволяет:

• улучшать энергетические характеристики РЛС, снижать импульсную мощность передатчика при сохранении заданной энергии сигнала;
• повышать помехозащищенность РЛС;
• сохранять точностные характеристики и разрешающую способность, аналогичные радиолокационным станциям, использующим в качестве зондирующего сигнала короткие импульсы.

Список литературы:

1. Техническое описание радиолокационной станции GCA-22 AL часть 1. ЗАО «ЛиТак-Так» Литва.
2. Радиопередающие устройства. Шумилин М.С., Головин О.В. -Москва, высшая школа.1981 г.