Переключение лепестков - это метод, используемый на ранних радарах для повышения точности отслеживания. Он использовал два слегка разделенных антенных элемента, чтобы направить луч слегка по обе стороны от средней линии антенны, переключаясь между ними, чтобы найти, какой из них дает более сильный возврат, тем самым указывая, в каком направлении следует переместить антенну, чтобы указывать прямо на нее. цель. [1] Эта концепция использовалась недолго и к концу Второй мировой войны была почти полностью заменена системами конического сканирования . Эту концепцию также нечасто называют последовательным лепестком .
Описание
Ранние радарные антенны обычно состояли из нескольких небольших дипольных антенн перед пассивным отражателем. Диполи были размещены так, чтобы они конструктивно мешали перед антенной, тем самым «направляя» сигнал в этом направлении. Угловой разброс луча зависит от количества элементов, при этом большее количество элементов дает более плотно сфокусированный луч. Огромное количество таких элементов было бы идеальным, но непрактичным из-за того, что их нужно было 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, это заставляло элементы располагаться на расстоянии нескольких футов друг от друга, ограничивая количество диполей до дюжины для антенны любого разумного размера.
Полученные углы луча для такой системы, как правило, были слишком большими, чтобы их можно было использовать непосредственно для наводки орудия . Например, американский SCR-268 имел ширину луча 2 градуса, и как только цель попала в этот луч, оператор не мог легко сказать, где именно в луче она находилась. Для прямой наводки потребуется угловая точность около 0,1 градуса. Вначале система была просто соединена с прожектором , который направлялся на цель радаром, а затем наводчики прицеливались визуально. В этой роли, даже в дневное время, информация о дальности, предоставляемая радаром, была по-прежнему бесценна.
Переключение лепестков позволило значительно повысить точность при добавлении небольшой сложности. Вместо одного набора дипольных элементов в каждой точке решетки было размещено по два. Затем радиосигнал попеременно переключался между двумя наборами диполей, обычно с помощью механического переключателя с приводом от двигателя. Обратный сигнал от одного набора отправлялся с небольшой задержкой, немного сдвигая его «пик» на осциллографе оператора в одну сторону. Поскольку переключение происходило быстрее, чем мог бы заметить глаз, результат проявлялся в виде двух правильно сформированных пиков на дисплее.
Поскольку каждый лепесток был немного смещен по центру, если цель не находилась по центру посередине антенны (в целом), один из двух возвратных сигналов имел бы большую силу, чем другой. Таким образом, оператор может удерживать антенну наведенной на цель, просто перемещая ее так, чтобы оба возвратных сигнала на дисплее были одинаковой высоты. Так как лепестки были расположены так, чтобы перекрываться лишь незначительно, оставался лишь очень маленький угол, при котором два отражения были бы равны - даже небольшое перемещение цели за пределы средней линии быстро сделало бы один сигнал намного сильнее. Таким образом, полученное измерение было намного точнее.
Коническое сканирование было похоже на концепцию переключения лепестков, но, как следует из названия, использовалось вращательное движение, а не два направления. Это позволяло оператору получить двумерное представление о том, в каком направлении была наибольшая отдача, и в результате было намного проще работать. Однако коническое сканирование можно было легко использовать только на антенне с одним рупорным облучателем, что практично только с микроволновыми радарами. Когда такие системы были введены в эксплуатацию, переключение лепестков вообще исчезло.
Джемминг
Можно глушить переключающий радар лепестка с относительной легкостью , если один знают основные рабочие частоты радара. В случае набора переключения лепестков, который переключает лепестки 30 раз в секунду, можно сконструировать глушитель для отправки слабого сигнала на той же частоте, которая также изменяется 30 раз в секунду, но отправляет сигнал только тогда, когда лепесток радара находится в направлен в сторону от самолета - что легко найти, посмотрев нижнюю точку принимаемого сигнала. На стороне приемника 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 всего, кроме общего угла.
Лопасть только на приеме
Один из способов избежать этой проблемы известен как лепесток только при приеме (LORO) [2], который использует один набор антенных элементов для отправки сигнала без переключения лепестков и два дополнительных набора для переключения лепестков при приеме. Принцип действия в основном идентичен обычному радару с лучевым сигналом, но он отрицает любую информацию о локации к самолету-цели за счет некоторых дополнительных антенных элементов (или, чаще, второй антенны). Несинхронизированные «блоки» сигнала могут использоваться для заглушения радаров LORO, хотя это не так эффективно, как «нормальная» система наведения луча, и, как правило, затрудняет работу оператора, а не делает ее невозможной.
SCR-268 , первая радиолокационная система армии США, был одним из первых радиолокаторов , чтобы использовать лепесток переключения его приемные антенн в качестве средства направлено зенитные прожектора балки на самолетах.
Рекомендации
- ^ Чен, Вай Кай (2004). Справочник по электротехнике . Эльзевир. п. 682. ISBN. 9780080477480. Дата обращения 9 января 2020 .
- ^ Введение в моделирование электронной войны . Артек Хаус. 2001. с. 156. ISBN. 1596933119.
Внешние ссылки
- Эта концепция переключения лепестков использовалась в так называемом Flimmerschalter в немецком радаре Лихтенштейна во время Второй мировой войны. (см. руководство по радарам )