Войти
Концепция конического сканирования. Луч радара вращается по небольшому кругу вокруг оси визирования, которая направлена на цель. Коническое сканирование - это система, которая использовалась в ранних радарах для повышения их точности. а также упрощает правильное направление антенны для наведения на цель. Коническое сканирование аналогично концепции более раннего переключения лепестков, использовавшейся на некоторых из самых ранних радаров, и многие примеры наборов переключения лепестков были изменены в полевых условиях на коническое сканирование во время Второй мировой войны, в частности, немецкий Вюрцбургский радар. Наведение антенны можно сделать полностью автоматическим, как в американском SCR-584. Возможные режимы отказа и подверженность ложным помехам привели к замене систем конического сканирования на моноимпульсные радиолокационные станции. Они по-прежнему используются Deep Space Network для поддержания каналов связи с космическими зондами. Зонды со стабилизацией вращения Pioneer 10 и Pioneer 11 использовали бортовые маневры конического сканирования для отслеживания Земли на ее орбите.
Типичная антенна радара обычно имеет ширину луча в несколько градусов. Хотя этого достаточно для определения местоположения цели в роли раннего предупреждения, этого недостаточно для наводки, которая требует точности порядка 0,1 градуса. Увеличить ширину луча можно за счет использования антенн большего размера, но это часто непрактично.
Чтобы отслеживать направление намеченной цели, необходимо только направить антенну прямо на цель. Знание направления наведения антенны затем дает информацию о направлении цели. Чтобы радиолокационная система автоматически следовала за движущейся целью, необходима система управления, которая удерживает луч антенны, направленный на цель при ее движении. Приемник радара получит максимальный уровень возвращаемого сигнала, когда цель находится в центре луча. Если луч направлен прямо на цель, когда цель перемещается, она выйдет за пределы центра луча и мощность принимаемого сигнала упадет. Схема, предназначенная для отслеживания любого уменьшения мощности принимаемого сигнала, может использоваться для управления серводвигателем, который направляет антенну, чтобы следовать за движением цели. Этот метод сопряжен с тремя трудностями:
Изменение эхо-сигнала при коническом сканировании Коническое сканирование решает эту проблему, перемещая луч радара немного смещением от центра от средней линии антенны или направления визирования, а затем вращая его. Рассмотрим пример антенны, которая генерирует луч шириной 2 градуса - довольно типичный - радар с коническим сканированием может сместить луч на 1,5 градуса в одну сторону от средней линии, слегка сместив подачу. Полученная диаграмма в любой момент времени покрывает среднюю линию антенны примерно на 0,5 градуса и на 1,5 градуса в сторону. При вращении рупора с помощью мотора рисунок становится конусом с центром на средней линии, простирающимся на 3 градуса в поперечнике.
Ключевая концепция заключается в том, что цель, расположенная в точке средней линии, будет генерировать постоянный возврат независимо от того, куда в данный момент направлен лепесток, тогда как если он находится в одну сторону, он будет генерировать сильный возврат, когда лепесток направлен в этом общем направлении и слабый, когда указывает в сторону. Кроме того, часть, покрывающая осевую линию, находится около края лепестка радара, где чувствительность быстро падает. Самолет, находящийся по центру луча, находится в зоне, где даже небольшие движения приведут к заметному изменению отдачи, которая станет намного сильнее в том направлении, в котором радар должен двигаться. Система управления антенной предназначена для перемещения антенны по азимуту и углу места таким образом, чтобы получить постоянный возврат от отслеживаемого летательного аппарата.
Хотя использование только главного лепестка может позволить оператору «охотиться» за наиболее сильным отражением и, таким образом, направить антенну в пределах некоторого градуса или около того в зону «максимального возврата» в центре лепестка, с при коническом сканировании могут быть обнаружены гораздо меньшие движения, и возможна точность до 0,1 градуса.
Есть два способа вызвать перенаправление луча от средней линии антенны. Первый называется подачей повернутой . Как следует из названия, рупор устанавливается рядом с параболической точкой фокусировки, что приводит к тому, что энергия немного фокусируется от средней линии антенны. Затем подача вращается вокруг фокальной точки параболоида для создания конического вращения. Другая система - это нутированный корм. Нутированный источник питания смещает антенну под углом к фиксированному рупору, а затем вращает антенну. Вариант нутированной подачи заставляет подачу двигаться по небольшому кругу, быстро и непрерывно изменяя направление наведения луча. В этом последнем типе ни фидер, ни антенна не вращаются вокруг оси наведения антенны; изменяется только направление наведения, очерчивая узкий конус.
Основное различие между двумя основными схемами заключается в поляризации. Когда рупор подачи во вращающемся процессе вращается, поляризация изменяется вместе с вращением и, таким образом, будет отклоняться на 90 градусов по поляризации, когда подача будет на 90 градусов от своей начальной оси. Поскольку рупор установлен в нутированных источниках питания, изменений поляризации не происходит. В большинстве ранних систем использовалась вращающаяся подача из-за ее механической простоты, но в более поздних системах часто использовалась нутированная подача, чтобы использовать информацию о поляризации.
В ВМС США Mk. РЛС управления огнем 25 орудий, режим спирального сканирования, способствующий обнаружению цели. В основном коническое сканирование (типа невращающейся нутирующей подачи), размер конуса сканирования циклически увеличивался и уменьшался примерно дважды в секунду. Область сканирования в целом составляла несколько градусов. (Как только цель была захвачена, оператор переключился на коническое сканирование для отслеживания.)
Поскольку лепесток вращается вокруг средней линии антенны, коническое сканирование действительно подходит только для антенн с круглым поперечным сечением. Так было в случае с Würzburg, который работал в микроволновом диапазоне. Большинство других сил использовали радары с гораздо большей длиной волны, для которых потребовались бы параболоидные антенны действительно огромных размеров, и вместо этого использовали "пружинную" конструкцию из множества небольших дипольных антенн, расположенных перед пассивным отражатель. Чтобы организовать коническое сканирование в такой системе, необходимо было бы переместить все диполи, что непрактично. По этой причине Армия США просто отказалась от своего раннего радара наводки, SCR-268. Это не особенно раздражало, учитывая, что они находились в процессе внедрения своего собственного микроволнового радара после миссии Tizard. В SCR-584 Радиационная лаборатория MIT представила автоматическое слежение.
Автоматическое наведение для антенны и, следовательно, любое ведомое орудие или оружие можно без особых проблем добавить к радару с коническим сканированием. Система управления должна направлять антенну таким образом, чтобы от цели принимался сигнал постоянной амплитуды.
К сожалению, существует ряд факторов, которые могут резко изменить отраженный сигнал. Например, изменение направления целевого самолета может представлять антенне различные части фюзеляжа и резко изменять количество возвращаемого сигнала. В этих случаях радар с коническим сканированием может интерпретировать это изменение силы как изменение положения. Например, если летательный аппарат внезапно «засветился», когда он находился вне оси влево, схема может интерпретировать это как отклонение вправо, если изменение происходит, когда лепесток выровнен в этом направлении. Эта проблема может быть решена путем использования двух одновременных перекрывающихся лучей приемника, ведущих к моноимпульсному радару, названному так потому, что он всегда сравнивает мощность сигнала от одиночного импульса с самим собой, тем самым устраняя проблемы со всеми, кроме невероятно быстрых изменений в сила сигнала.
Системы COSRO не изменяют сигнал передачи, отправляемый с антенны.
Антенный волновод в системах COSRO включает в себя структуру рупора с приемным РЧ-сигналом, которая формирует левую / правую принимаемую выборку РЧ и восходящую / нижнюю принимаемую выборку РЧ. Эти два сигнала мультиплексируются внутри волноводного устройства с вращающейся лопастью. Выход мультиплексного устройства - это один радиочастотный сигнал и два сигнала положения, которые указывают влево / вправо и вверх / вниз.
Техника COSRO не передает никаких сигналов, указывающих положение вращающейся лопасти.
Приемные радиочастотные сигналы из нескольких импульсов передачи математически комбинируются для создания вертикального и горизонтального сигнала. Вертикальный сигнал создается путем добавления РЧ отсчетов, когда лопасть / рупор находится в верхнем направлении, и вычитания РЧ отсчетов, когда лопатка / рупор направляется вниз. Горизонтальный сигнал создается путем добавления РЧ отсчетов, когда лопасть / рупор находится в левом направлении, и вычитания РЧ отсчетов, когда пластина / рупор находится в правом направлении.
Создает пару сигналов угловой ошибки, используемых для управления приводными двигателями позиционирования антенны.
РЛС с коническим сканированием можно легко заблокировать. Если цель знает общие рабочие параметры радара, можно послать ложный сигнал, рассчитанный по времени нарастания и затухания по той же схеме, что и лепесток радара, но с инвертированной силой. То есть ложный сигнал наиболее сильный, когда сигнал радара самый слабый (лепесток находится на «дальней стороне» антенны по сравнению с самолетом), и самый слабый, когда сигнал самый сильный (направлен на самолет).. При суммировании с «реальным» сигналом на приемнике радара результирующий сигнал «всегда сильный», поэтому система управления не может точно оценить, где в диаграмме направленности находится цель.
На самом деле сделать это аппаратно не так сложно, как может показаться. Если кто-то знает, что сигнал вращается со скоростью 25 об / мин, как это было в радаре Вюрцбурга, глушитель построен так, чтобы плавно переходить от максимума к нулю с той же скоростью, 25 раз в минуту. Затем все, что необходимо, - это синхронизировать сигналы, что достигается путем поиска нижней точки в сигнале (которую обычно легче найти) и запуска шаблона в этой точке. Эта система, известная как подавление помех с обратным усилением, использовалась в оперативных целях Королевскими военно-воздушными силами против радара Вюрцбурга во время Второй мировой войны.
Можно расположить радар так, чтобы лепестки не перемещались в передающей станции, а только в приемнике. Для этого добавляется вторая антенна с вращающимся лепестком только для приема, система, известная как COSRO, для конического сканирования только при приеме (сравните с LORO, аналогичной системой, используемой против лепестковых переключателей радаров). Несмотря на то, что это отрицало информацию о частоте падающего сигнала для генератора помех в самолете, все же можно было просто посылать случайные пики и тем самым сбивать с толку систему слежения (или оператора). Этот метод, названный SSW для Swept Square Wave, не защищает самолет с такой же эффективностью, как обратный коэффициент усиления, но лучше, чем ничего, и часто довольно эффективен.
 | Поищите Radar в Викисловаре, бесплатном словаре. |
 | На Викискладе есть материалы, связанные с Радар. |
