Что такое слепая скорость

Глава 8. Скоростные характеристики систем СДЦ

8.1. Проблема «слепых» скоростей

«Слепые» скорости налагают ограничения на работу импульсной РЛС СДЦ, которых не существует для РЛС с непрерывным излучением. Это связано с тем, что в импульс ной РЛС доплеровская частота измеряется не непрерывно, а дискретно в соответствии с частотой повторения импульсов. РЛС с непрерывным излучением является «слепой» для целей, радиальная скорость которых близка к нулю. Импульсная РЛС является «слепой» и для целей, радиальные скорости которых удовлетворяют условию (8.1).

Очевидно, что если первая «слепая» скорость должна быть больше ожидаемой максимальной радиальной скорости цели, то произведение λF_п должно быть большим. Отсюда следует, что РЛС СДЦ должна работать на сравнительно длинных волнах, или иметь высокую частоту повторения импульсов, либо одновременно удовлетворять обоим условиям. Однако длина волны и частота повторения определяются, как правило, не заданными значениями «слепых» скоростей, а другими требованиями. Поэтому избежать появления «слепых» скоростей в РЛС СДЦ практически невозможно. Недостаток работы на низких частотах со стоит в том, что ширина луча ДНА при ее заданных размерах получается больше, чем при работе на высоких частотах, что не удовлетворяет требованиям, предъявляемым к аппаратуре в тех случаях, когда требуется обеспечение высокой точности определения угловых координат. Частоту повторения не всегда можно изменять в широких пределах, так как она за дается главным образом требованием однозначного определения дальности.

На рис. 8.1 приведены зависимости значений первой «слепой» скорости от рабочей длины волны и максимального значения однозначно определяемой дальности [94]. Так, если первая «слепая» скорость равна 300 м/с, то максимальная однозначная дальность составит 250 км на частоте 3000 МГц. Очевидно, что «слепые» скорости отрицательно влияют на работу РЛС.

Рис. 8.1

Практически РЛС СДЦ, предназначенные для обнаружения воздушных целей на больших дальностях и использующие длины волн от 30 см и менее, должны работать в условиях неоднозначного определения доплеровской частоты и «слепыми» скоростями, если необходимо однозначное определение дальности. Наличие «слепых» скоростей в диапазоне доплеровских частот значительно ухудшает процесс обнаружения. В тех случаях когда требуется обеспечить качественную работу системы СДЦ ценой неоднозначного определения дальности, можно вывести первую «слепую» скорость за ожидаемый диапазон доплеровских частот.

Неоднозначность определения дальности обычно устраняется при использовании нескольких периодов повторения. Но при этом значительно усложняется конструкция РЛС и требуется большее время облучения цели, что уменьшает скорость обзора пространства. Кроме того, ухудшаются характеристики системы СДЦ.

Наиболее распространенным методом устранения «слепых» скоростей является вобуляция периода повторения зондирующих импульсов. В настоящее время разработано несколько методик расчета скоростных Характеристик для различных путей технической реализации режекторных (обычно цифровых) фильтров. При этом под скоростной характеристикой режекторного фильтра будем понимать зависимость от доплеровской частоты (радиальной скорости цели) усредненного по всем случайным параметрам квадрата модуля коэффициента передачи.

При выборе межимпульсных интервалов необходимо учитывать требования, которые зависят от общих тактико-технических требований, обычно предъявляемых к РЛС СДЦ:

существует минимальный межимпульсный период Т_{п min}, который определяется требованием однозначного определения дальности;

цель должна быть обнаружена в течение заданного времени, что определяет длительность пачки отраженных импульсов. Обычно время облучения цели минимизируется для заданных значений вероятностей правильного обнаружения и ложной тревоги;

скоростная характеристика схем режекции пассивной помехи в полосе прозрачности должна быть по возможности плоской, так как наличие глубоких провалов в точках бывших «слепых» скоростей приводит к резкому снижению эффективности систем СДЦ.

Таким образом, при анализе скоростных характеристик системы СДЦ необходимо последовательно рассматривать следующие проблемы:

анализ спектрально-корреляционных свойств зондирующего сигнала с переменным периодом повторения;

разработка методик расчета скоростных характеристик различных схем режекции пассивных помех;

анализ влияния вобуляции периода повторения импульсов на эффективность систем СДЦ.

Источник

Слепые» скорости воздушных объектов

Эффект «слепых» радиальных скоростей цели характерен для когерентно-импульсных РЛС и отсутствует в случае непрерывных колебаний. Поясним его с помощью рис.4.106.

На рисунке изображены зондирующие импульсы, образованные из напряжения когерентного гетеродина и отраженные импульсы для случая, когда расстояние за период повторения Т_п от одного обзора до другого изменилось на l/2. Так как колебания проходят двойной путь до цели и обратно, то общий путь изменится на l, а фаза на 2p. Фазовый сдвиг между напряжением когерентного гетеродина и обоими импульсами остается одинаковым. Поэтому на выходе фазового детектора оба импульса будут иметь одинаковую амплитуду, пульсации отсутствуют и наличие движения обнаружить невозможно. Аналогично будет происходить, если расстояние до цели за время Т_п изменится на пl/2 (п = 1, 2, 3, …). Соответствующая радиальная скорость движущегося воздушного объекта называется «слепой». Она равна

. (4.56)

«Слепым» скоростям соответствуют допплеровские частоты

.

На рис.4.107 изображена зависимость частоты биений от частоты Доплера. Максимумы частоты огибающей соответствуют частотам F_Д = ( k +1/2 )F_n,

(k= 0, 1, 2, …). Скорости цели, обеспечивающие максимальную частоту пульсаций, называются оптимальными.

Генератор синхронизирующих импульсов формирует импульсы с периодом Т_п (благодаря синхронизации с помощью УЛЗ). С помощью переключателя, управляемого синхронизатором, между синхронизатором и модулятором через один период повторения подключается линия задержки с задержкой DТ_п, так что один интервал между импульсами возрастает на DТ_п, а второй уменьшается на этот же интервал времени.

На рис.4.108, в изображены видеоимпульсы цели, снимаемые с выхода фазового детектора (точка А на рис.4.108, д). При положении переключателей, показанных на схеме рис.4.108, д, в периоды, когда импульсы передатчика задерживаются на время DТ_п в цепи фазовой детектор – подавитель, задержка отсутствует и наоборот. Поэтому на входе подавителя (точка В на рис.4.108, д) отраженные импульсы следуют с одинаковым периодом Т_п (девобуляция), что обеспечивает обычный режим работы схемы ЧПВ.

Скоростная характеристика системы СДЦ с вобуляцией частоты повторения импульсов запуска будет определена следующим образом. Если рассматривать каждую пару отраженных импульсов с интервалами Т_п1=Т_п+DТ_п и Т_п2=Т_п-DТ_п на выходе фазового детектора, то им соответствуют различные «слепые» скорости. В частности первые «слепые» скорости равны

;

Результирующая скоростная характеристика может быть определена как результат усреднения этих импульсов по напряжению или мощности

. (4.57)

Еще одним способом уменьшения влияния «слепых скоростей» является применение сигналов на различных частотах (рис.4.109,в).Двухчастотной называется такая РЛС, которая излучает радиоимпульсы и принимает отраженные сигналы одновременно на двух различных частотах. В двухчастотной РЛС до фазового детектора осуществляются те же преобразования, что и в одночастотной РЛС, но в двух подканалах приемного устройства, которые соответствуют двум различным частотам зондирующих и отраженных сигналов.

В этом случае частоты отраженных сигналов:

(4.58)

где

(4.59)

где

В формулах (4.58) и (4.59) и — несущие частоты передатчиков двухчастотной РЛС.

После преобразования частоты на фазовый детектор подаются два сигнала на частотах:

В фазовом детекторе двухчастотной РЛС эхо-сигналы геометрически складываются не с когерентным напряжением, а друг с другом. В результате появляются биения, детектируемые амплитудным детектором. На выходе детектора образуются видеоимпульсы, огибающая которых изменяется с разностной доплеровской частотой:

(4.60)

Если, например, частоты передатчиков и равны соответственно 1550 и 1500 , то при одночастотном построении РЛС полосы частот Доплера для пассивных помех, перемещаемых вектором со скоростью от 0 до 50 , заняли бы участок частотных характеристик от нуля соответственно до и , а при двухчастотном построении РЛС до

Естественно, что обеспечить подавление пассивных помех в такой узкой полосе доплеровских частот весьма легко.

Применение раздельных систем СДЦ и смешивание выходных сигналов обеспечивает исключение «слепых» скоростей.

Источник

СЛЕПАЯ СКОРОСТЬ

радиальная скорость перемещения объекта радиолокац. наблюдения, при к-рой доплеровский сдвиг частоты отражённого от объекта сигнала равен или кратен частоте повторения излучаемых (зондирующих) импульсов, что исключает возможность измерения радиолокац. станцией скорости объекта. См. Доплера эффект.

Смотреть что такое «СЛЕПАЯ СКОРОСТЬ» в других словарях:

Mk 23 (РЛС) — Mk 23 TAS Mk 23 … Википедия

МЛЕКОПИТАЮЩИЕ — звери (Mammalia), класс позвоночных, наиболее известная группа животных, включающая более чем 4600 видов мировой фауны. В нее входят кошки, собаки, коровы, слоны, мыши, киты, люди и т.д. В ходе эволюции млекопитающие осуществили широчайшую… … Энциклопедия Кольера

Сводный алфавитный список фильмов. С — С «С 9 до 5» («9 to 5», 1982, амер.) «С бьющимся сердцем» («Le cœur battant», 1961, франц.) «С весельем и отвагой» (1974) «С вечера до утра» (1963) «С днём рождения, Ванда Джун» («Happy birthday, Wanda June», 1971, амер.) «С днём рождения,… … Кино: Энциклопедический словарь

АНАТОМИЯ СРАВНИТЕЛЬНАЯ — называемая также сравнительной морфологией, это изучение закономерностей строения и развития органов путем сопоставления различных видов живых существ. Данные сравнительной анатомии традиционная основа биологической классификации. Под морфологией … Энциклопедия Кольера

Список фильмов на С — Список фильмов А | Б | В | Г | Д | Е | Ё | Ж | З | И | Й | К | Л | М | Н | О | П | Р | С | Т | У | Ф | Х | Ц | Ч | Ш | Щ | Ъ | Ы | Ь | Э | Ю | Я … Википедия

Доказательства эволюции — Ископаемый археоптерикс, обнаруженный вскоре после публикации « … Википедия

Семейство полорогие — (Bovidae)** * * Семейство полорогих, или бычьих самая обширная и разнообразная группа парнокопытных, включает 45 50 современных родов и около 130 видов. Полорогие животные составляют естественную, ясно очерченную группу. Как ни… … Жизнь животных

Семейство верблюдовые — Верблюды отличаются мозолистыми подошвами, отсутствием рогов и недоразвитых пальцев, раздвоенной верхней губой и особенностями зубной системой. Устройство зубов служит отличительным признаком верблюдов, отделяющим их от жвачных.… … Жизнь животных

АНАТОМИЯ ЧЕЛОВЕКА — наука, изучающая строение тела, отдельные органы, ткани и их взаимоотношения в организме. Все живое характеризуется четырьмя признаками: ростом, обменом веществ, раздражимостью и способностью к самовоспроизведению. Совокупность данных признаков… … Энциклопедия Кольера

Источник

Слепая скорость

Рисунок 1. К пояснению связи между слепой скоростью и допплеровским сдвигом частоты

Рисунок 1. К пояснению связи между слепой скоростью и допплеровским сдвигом частоты

Рисунок 1. К пояснению связи между слепой скоростью и допплеровским сдвигом частоты

Слепая скорость

Значение слепой скорости зависит от несущей частоты и от периода повторения зондирующих импульсов радиолокатора.

На Рисунке 1 показано соответствие допплеровской частоты ( f_D), вызванной движением цели, и эхо-сигналов на выходе фазового детектора. Если допплеровская частота будет равна частоте повторения зондирующих импульсов, то выборка (эхо-сигналы) будет происходить в одной и той же точке периода синусоиды, имеющей частоту, равную допплеровской частоте. Следовательно, такие эхо-сигналы будут иметь одинаковую амплитуду и фазу, как если бы цель была неподвижной. Тот же эффект будет возникать, если f_D будет кратной частоте повторения зондирующих импульсов. Цели, движущиеся с такими скоростями, могут быть пропущены радиолокаторами с СДЦ.

Пример.
Радиолокатор работает на несущей частоте 2,8 ГГц с периодом повторения импульсов 1,5 мс. При таких условиях первая слепая скорость имееет значение:

Это значение соответствует скорости около 130 км/ч. Цели, имеющие такую или кратную ей скорость, не будут видны в той части зоны обзора радиолокатора, где будет включена система СДЦ.

В силу периодичности однозначное соответсвие между измеренной частотой Допплера и скоростью цели имеет место только в пределах от нуля до первого максимума частоты Допплера. Поэтому для точного определения частоты Допплера она не может быть выше частоты повторения зондирующих сигналов. Возникающая в случаях, когда частота Допплера превышает частоту повторения, неоднозначность известна как дилемма (неопределенность) Допплера.

Для устранения негативного эффекта слепых скоростей могут быть применены такие меры:

Следует отметить, что все перечисленные меры уже стали стандартными для радиолокаторов обзора воздушного пространства.

Издатель: Кристиан Вольф, Автор: Андрій Музиченко
Текст доступен на условиях лицензий: GNU Free Documentation License
а также Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported License,
могут применяться дополнительные условия.
(Онлайн с ноября 1998 года)

Источник

Принцип действия системы селекции движущихся целей (СДЦ) РЛС 1РЛ134Ш (П-19)

В РЛС применен когерентно-импульсный метод СДЦ. Этот метод основан на различии в характеристиках сигналов, отраженных от пассивной помехи, которая неподвижна или малоподвижна, и от быстролетящих целей. Фаза сигналов, отраженных от подвижных целей, меняется от одного периода повторения к другому. За время между двумя излученными импульсами цель переместится на расстояние:

,

где: V_r— радиальная составляющая скорости,

Запаздывание последующего сигнала относительно предыдущего
будет:

,

В соответствии с этим будет меняться и разность фаз между эхо-сигналами смежных периодов повторения и опорным колебанием по закону:

,

где: f₀ несущая частота излучения

Если рассмотреть в нескольких периодах повторения начальные фазы импульсов, отраженных от движущейся цели, то их значение будет изменяться по определенному закону в виде синусоиды, частота которой называется частотой Доплера и определяется выражением:

Сигналы, отраженные от неподвижного образования, изменения фаз не имеют, так как V_r = 0.

Таким образом, при отражении сигналов от неподвижных объектов фаза принимаемых сигналов неизменна от периода к периоду повторения зондирующих импульсов, а при отражении сигналов от подвижных объектов фаза принимаемых сигналов будет меняться от периода к периоду.

Анализ начальных фаз принятых сигналов производится методом сравнения этих сигналов с опорным гетеродинным напряжением на фазовом детекторе.

В результате детектирования сигналов на выходе фазового детектора появляются видеоимпульсы, величина которых для подвижных объектов изменяется от периода к периоду по закону Доплера (рис. 6.1, а) и постоянна по величине и знаку для неподвижных целей и пассивных помех (рис. 6.1, б).

При непрерывном излучении доплеровская частота пропорциональна радиальной скорости цели (рис.6.2, а). В импульсном режиме работы РЛС эхо-сигналы наблюдаются прерывисто. При этом в силу стробоскопического эффекта зависимость сигнала линейно возрастает, затем линейно уменьшается до нуля, потом снова линейно возрастает и убывает (рис. 6.2, б). Радиальные скорости ( и т.д.), при которых , называются «слепыми» скоростями. При «слепых» скоростях за время одного периода фаза сигнала от цели меняется ровно на , и т.д.

Значение слепых скоростей можно определить по формуле

,

где – номер слепой скорости; – частота повторения импульсов; – скорость распространения электромагнитной энергии; – генерируемая частота.

Как видно из формулы, для борьбы со «слепыми» скоростями необходимо изменять либо частоту зондирующего импульса, либо частоту повторения зондирующих импульсов.

В РЛС 1РЛ134Ш (П-19) для борьбы со слепыми скоростями в когерентном режиме работы применен метод вобуляции (изменения) частоты следования зондирующих сигналов (500 и 600 Гц).

С выхода фазового детектора сигнал поступает на устройство череспериодной компенсации, выполненное на ультразвуковых линиях задержки и вычитающих устройствах.

Устройство ЧПК позволяет снять с экранов индикаторов сигналы, амплитуда которых на выходе когерентно-импульсного устройства постоянна (сигналы от местных предметов и пассивных помех). На экранах остаются лишь сигналы, амплитуда которых изменяется от периода к периоду, т.е. сигналы от движущихся целей.

Сущность череспериодной компенсации заключается в том, что сигналы, пришедшие в данный период повторения (рис. 6.3. а, г), задерживаются на период следования (рис. 6.3. б, д) и вычитаются из сигналов, приходящих в следующий период. При этом по величине сигналы с постоянной амплитудой компенсируются (рис. 6.3. в), а сигналы с переменной амплитудой дают результирующий сигнал, равный изменению амплитуды импульса за период повторения станции (рис. 6.3. е).

В РЛС 1РЛ134Ш (П-19) применена схема с двойной ЧПК. Достоинством такой схемы является уменьшение остатков от местных предметов и, как следствие этого, увеличение динамического диапазона на выходе приемного устройства в режиме К.

После прохождения принятых станцией сигналов через фазовый детектор и вычитающее устройство на экране индикатора наблюдаются только отметки от подвижных целей.

Источник