Введение в радиотехнические системы

Радары непрерывного излучения монохромного сигнала являются наиболее простыми и дешевыми средствами. Но при их эксплуатации и разработке встречается целый ряд трудностей. Достоинства, недостатки радаров этого класса и проблемы рассмотрены в настоящей лекции. Радиотехнический портал сегодня очень востребован. Достоинства (простота и дешевизна) очевидны. На рисунке проиллюстрирована работа радара непрерывного излучения монохромного сигнала. С генератора СВЧ передвтчиказондирующий сигнал частотой fз через циркулятор направляется в антенну. Отраженный сигнал через циркулятор попадает на смеситель. Туда же, через ответвитель , поступает часть напряжения СВЧ передатчика. Отраженный сигнал имеет ту же частоту, что и зондирующий. Но его частота смещена на допплеровское приращение Fд. fо = fз+-Fд. Разумеетсяпассивные помехи от местности не имеют допплеровских частот. На смесителе стахостические отраженные сигналы и напряжение гетеродина перемножаются. А так как напряжение гетеродина постоянно, происходит линейное преобразование сигналов на нулевую помежуточную частоту fпч = fз+-Fд — fз =Fд. При этом спектр помех от местности ложится на нуль оси частот, а спектр движущихся целей сдвигается относительно нуля на допплеровскую частоту. Для РЛС сантиметрового диапазона волн величина частоты Fд и ширина спектров лежит в области звуковых частот от 0 до 5 кГц. Поэтому последующая фильтрация осуществляется дешевыми фильтрами звуковых частот. Так подавление местности несложно произвести с помощью звукового фильтра верхних частот. Для снижения уровня шумов можно применить фильтр нижних частот, частотный «срез» которого согласован с допплеровской частотой цели, движущейся на максимальной скорости. Радары непрерывного излучения монохромного сигнала имеют два существенных недостатка. 1. С помощью одного радара нельзя измерить дальность до цели. 2. Так как передатчик продолжает работать в процессе приема отраженного сигнала, шумы передатчика попадают на вход приемника. Происходит «накачка» шума. «Накаченные» шумы складываются с собственными шумами приемника и могут на 1-3 порядка снизить чувствительность. На малых мощностях передатчика (до 10-50 мвт) шумы «накачки» могут быть ниже или быть сравнимыми с шумами приемника. При таких мощностях дальность действия РЛС обычно может составлять 3-6 км. Если нужна дальность действия 20 км и более, мощность передатчика нужно резко увеличить. Но в этом случае, резко увеличатся шумы «накачки» и дальность действия практически не увеличится! Для увеличения дальности действия необходимо применять мало шумящие генераторы СВЧ и предусматривать специальные меры компенсации шумов «накачки» (циркуляторы, балансные смесители и др.)