Переключение лепестков
 | Эта статья нуждается в дополнительных цитатах для проверки . ( январь 2020 г. ) |
Переключение лепестков — это метод, используемый в ранних радарах для повышения точности слежения. Он использует два слегка разделенных антенных элемента для направления луча немного в обе стороны от средней линии антенны. Сигнал радара переключался между ними и вызывал на дисплее два «мигания». Сравнивая длину импульсов, оператор мог определить, какой из них дает более сильную отдачу, тем самым указывая, в каком направлении следует перемещать антенну, чтобы направить ее прямо на цель. [ 1 ] Эта концепция использовалась лишь недолго и была почти полностью заменена системами конического сканирования к концу Второй мировой войны . Эту концепцию также нечасто называют последовательным лепестком , особенно когда сигнал переходит между несколькими разными углами, а не только между двумя.
Описание
[ редактировать ]Ранние радиолокационные антенны обычно состояли из нескольких небольших дипольных антенн перед пассивным отражателем. Диполи были размещены таким образом, чтобы они конструктивно мешали перед антенной, тем самым «направляя» сигнал в этом направлении. Угловое распространение луча зависит от количества элементов: чем больше элементов, тем более точно сфокусирован луч. Огромное количество таких элементов было бы идеально, но непрактично, поскольку их приходится размещать на определенном расстоянии друг от друга в зависимости от длины волны используемого радиоисточника. В ранних «длинноволновых» системах, таких как те, которые использовались в Великобритании и США, элементы приходилось размещать на расстоянии нескольких футов друг от друга, что ограничивало количество диполей примерно дюжиной для любой антенны разумного размера.
Получающиеся углы луча для такой системы обычно были слишком широкими, чтобы их можно было использовать непосредственно для наводки орудия . Например, у американского SCR-268 ширина луча составляла 2 градуса, и как только цель входила в этот луч, оператор не мог с легкостью сказать, в каком месте луча она находилась. Для прямой наводки потребуется угловая точность около 0,1 градуса. На ранних этапах использования система была сопряжена с прожектором , который направлялся на цель с помощью радара. Затем прожектор вручную сопровождал цель, а артиллеристы прицеливались визуально. В этой роли даже днем информация о дальности действия, предоставляемая радаром, все еще была неоценимой.
Переключение лепестков позволило значительно повысить точность при небольшом добавлении сложности. Вместо одного набора дипольных элементов в каждой точке решетки было размещено по два. Затем радиосигнал поочередно переключался между двумя наборами диполей, обычно через механический переключатель с приводом от двигателя. оператора Обратный сигнал с одного комплекта подавался с небольшой задержкой, немного смещая его «пик» на осциллографе в сторону. Поскольку переключение происходило быстрее, чем мог уловить глаз, результат выглядел на дисплее в виде двух хорошо сформированных пиков.
Поскольку каждый лепесток был немного смещен от центра, если цель не была сосредоточена в середине антенны (в целом), один из двух обратных сигналов будет иметь большую силу, чем другой. Таким образом, оператор мог удерживать антенну направленной на цель, просто перемещая ее так, чтобы оба отраженных сигнала на дисплее были одинаковой высоты. Поскольку лепестки были расположены так, что перекрывались лишь незначительно, существовал только очень небольшой угол, при котором два отражения были бы равны - даже небольшие движения цели за пределы центральной линии быстро сделали бы один сигнал намного сильнее. Таким образом, полученные измерения были гораздо более точными.
Коническое сканирование по своей концепции было похоже на переключение лепестков, но, как следует из названия, оно осуществлялось вращательным способом, а не в двух направлениях. Это позволило оператору получить двухмерное представление о том, какое направление дает наибольшую отдачу, и в результате стало намного проще работать. Коническое сканирование можно легко использовать только на антенне с одним рупором, что практично только для микроволновых радаров. С введением таких систем на вооружение переключение лепестков вообще исчезло.
глушение
[ редактировать ]Можно сравнительно легко заглушить радар с переключением лепестков, если знать основные рабочие частоты радара. В случае комплекта переключения лепестков, который переключает лепестки 30 раз в секунду, можно сконструировать глушитель для отправки слабого сигнала на той же частоте, которая также меняется 30 раз в секунду, но отправляет сигнал только тогда, когда лепесток радара направлен в сторону от самолета, что легко найти, найдя низкую точку в принятом сигнале. На приемном конце два сигнала смешиваются, и дополнительный сигнал от глушителя самолета «сглаживает» сильный/слабый сигнал, который в противном случае был бы виден. Это отрицает информацию об угле радара и может затруднить отслеживание чего-либо, кроме общего угла.
Только на приеме
[ редактировать ]Один из способов избежать этой проблемы известен как «лепесток только на приеме» (LORO). [ 2 ] который использует один набор антенных элементов для отправки сигнала без лепесткового переключения и два дополнительных набора для переключения лепестков при приеме. Работа в основном идентична обычному лобовому радару, но он отказывается от любой информации о лобовом лобовом самолете за счет некоторых дополнительных антенных элементов (или, чаще, второй антенны). Несинхронизированные «блоки» сигнала можно использовать для подавления радаров ЛОРО, хотя это не так эффективно, как против обычной лепестковой системы, и, как правило, усложняет работу оператора, а не делает ее невозможной.
SCR -268 , первая радиолокационная система армии США, была одной из первых радиолокационных установок, использовавших переключение лепестков приемных антенн в качестве средства наведения лучей зенитных прожекторов на самолеты.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Чен, Вай Кай (2004). Справочник по электротехнике . Эльзевир. п. 682. ИСБН 9780080477480 . Проверено 9 января 2020 г.
- ^ Введение в моделирование радиоэлектронной борьбы . Артех Хаус. 2001. с. 156. ИСБН 1596933119 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Эта концепция переключения лепестков использовалась в так называемом Flimmerschalter немецкого радара Лихтенштейна во время Второй мировой войны. (см. учебник по радару )