Диаграммы направленности антенн РЛС наверное самый ответственный инструмент. В предыдущей мини-лекции мы познакомились с диаграммой направленности построенной в системе полярных координат. Нам осталось рассмотреть реальные диаграммы направленности (ДН) используемые в РЛС. Но перед этим хочу уточнить. То,что Вы видите на рисунках, это лишь диаграмма и никаких таких фигур в пространстве вокруг РЛС нет! Зависимость напряжённости поля есть, а фигур жёлтых нет! На рис1 показана так называемая игольчатая ДН. Если её, ДН разрезать поперёк как колбасу, то в разрезе а-а видно, что это круг и стало быть ДН тело вращения и она остронаправленная. Такую ДН используют для сканирования пространства.
1) Винтовой обзор пространства. ДН совершает круговые движения путём поворота антенны. Постепенно угол места увеличивается и ДН совершает винтообразное движение.
2) Спиральный обзор. Луч ДН описывает в пространстве два движения по окружности и постепенному перемещению к центру.
3) Зигзагообразный обзор. В этом случае луч совершает движение подобия глаза при чтение страницы книги. Либо тоже самое, но если бы строки шли сверху-вниз.
Остальные виды ДН, — веерные. Так их называют за широкий главный лепесток и сходство с веером. В идеале они должны иметь соответствующую форму лепестка и быть тонким как острие ножа. Но это в идеале, а на самом деле так как Вы и видите в разрезе! На рис2 так называемая, лопаточная форма ДН. На рис3,4 веерные ДН. На рис3 в горизонтальной плоскости она сжата (разрез б-б). На рис4 же та же ДН но расположена так, что её проекция на горизонтальную плоскость будет веерной. Стрелочки показывают как движутся ДН в пространстве. В первом случае определяется азимут целей, а во втором угол места. Особое место занимает так называемая косекансная ДН рис5,10,11. В чём выражается это особое место?
Если в рассматриваемых ранее ДН видна явная неравномерность уровня сигнала в рабочей части, то в косекансной (в наших случаях в горизонтальной плоскости) уровень одинаковый в определённом угле излучения. Так на рис10 все самолёты находящиеся на разных расстояниях от РЛС всё равно облучаются одной и той же мощностью. На рис11 аналогичная ДН, но направленная на поверхность земли.
При работе РЛС на корабле рис9, нужна ДН в виде сектора. Но создать прямо вот такой идеальный не получается и лишь при первом приближении можем нашу загогулину считать сектором. НД корабельной обзорной РЛС должна быть частично утоплена! Ведь ДН РЛС корабля во время качки не должна отрываться от поверхности воды, ну чтобы цель не потерять.
И напоследок два метода определения точного направления на цель. В общем виде даже игольчатая ДН и тем более веерная тупые как сибирский валенок, и не могут дать нам точные координаты цели! Да, мы можем обнаружить цель, но нужно ещё и очень точно определить координаты, а как?! А, вот с этим у нас как-то не очень... Нам может помочь?.. Нет не заграница, а нулевой метод рис6. Если использовать обычные ДН рис1-4, то точность определения азимута будет низкой. Слишком уж трудно определить максимум. Вот если бы использовать боковые части ДН с её крутыми боковыми сторонами? И такая возможность была осуществлена. На рис6 Вы видите такую хитрую ДН! Когда цель приближалась к минимуму ДН сигнал от цели быстро уменьшается и доходит почти до нуля. Это и есть самый точный азимут на цель!
Хорошо?! Конечно, вот только есть неприятные моменты, сигнал от дальних целей мог пропасть ещё до направления антенны до предельного минимума. То есть мы теряем цель... Но выход был найден. Это был способ равносигнальной зоны, а направление на цель равносигнальным. На рис8 Вы видите ДН системы антенн. Попеременно переключая работу антенн мы получим качающуюся ДН, меняющую скачками своё направление. По старинке, отражённые от цели импульсы выводились на экран рис7. Если визуально импульсы были равны по своей высоте, то это означало, что антенна точно направлена на цель. Если импульсы отличаются по высоте, то направление не верно!
Как видите на рис8 диаграммы пересекаются, ну чтобы создать узкость, а на рис8а это и отображено. Здесь две характеристики, две ДН, но в декартовой системе координат. Да и такое может быть. Конечно не очень наглядно для простого человека, с профи очень даже ничего! Видите как пересекаются диаграммы? Далее сигнал одной из диаграмм инвертируется (переворот) и в сумме получается вот такая пеленгационная характеристика рис8b. Так ещё точное направление на цель нулевое значение на характеристике. Тут и до автоматическом слежение за целью недалеко. То есть тот же минимум, но цель не теряем! Вот примерно и всё на этот раз.
Продолжение в следующей мини-лекции, — визуальные индикаторы РЛС.
http://www.proza.ru/2018/05/26/1677