Введение

Радиолокация появилась более 100 лет назад и в настоящее время широко применяется как в военных, так и в коммерческих целях. Сегодня радиолокационные системы (РЛС) используют современные узкоспециализированные технологии, чтобы соответствовать увеличивающимся потребностям индустрии.

Для соответствия быстро развивающимся технологиям радиолокации и радиоэлектронной борьбы (РЭБ) необходимо постоянно совершенствовать и системы тестирования и измерений. Системы идентификации, наведения, управления и самозащиты становятся все более и более сложными. Всё чаще применяются радиочастотные сигналы, обработка которых требует сложных вычислений  с помощью высокотехнологичных цифровых сигнальных процессоров (DSP — Digital Signal Processors) и прямого цифрового синтеза ( DDS — Direct Digital Synthesis). Кроме того, использование активных фазированных антенных решёток (АФАР) усложняет обработку сигналов за счёт применения технологии формирования диаграммы направленности (ДНА).

Автомобили всё чаще оснащают специальными системами радиолокации, которые помогают водителям при возникновении опасных ситуаций и снижают количество аварий (рисунок 1). Такие системы радиолокации позволяют быстро и точно измерять дальность, радиальную скорость и азимут нескольких объектов одновременно. Поэтому в автомобильной индустрии всё чаще начинают использовать системы радиолокации  в современных системах помощи водителю (ADAS — Advanced Driver Assistance Systems).

Рисунок 1

Во время разработки новой РЛС, кроме выбора формы используемого радиочастотного сигнала, такую же важную роль играют тестирование и точность измерений. В новых радиолокационных системах необходимо обеспечение  корректной работы всех аппаратных и программных компонентов во всех  условиях эксплуатации. По этой причине появляются особые требования к измерениям и задачи для измерительной аппаратуры. Что приводит к необходимости  технического понимания структуры используемого радиочастотного сигнала.

Для снижения неопределённости системы решения для её тестирования должны иметь высокую производительность и точность и соответствовать современным требованиям к разработке.

В настоящей статье приведено подробное описание различных типов радиолокационных систем непрерывного излучения, а также рассмотрены тренды развития сигналов для радиолокации и некоторые стороны импульсных РЛС.

Радиочастотные сигналы для радиолокации

В общем случае, радиолокационная система позволяет измерять расстояние, радиальную скорость и мощность отражённого сигнала от всех объектов в зоне видимости. Одновременное определение перечисленных выше характеристик для нескольких объектов является сложной технической задачей при разработке РЛС, выборе формы используемых радиочастотных сигналов и процесса их обработки.

И для гражданских и для военных применений необходимы  высокопроизводительные радиочастотные сигналы, достаточно гибкие в нахождении и отслеживании нескольких целей. Однако, каждая гражданская (адаптивный круиз-контроль, контроль мертвых зон, активные системы безопасности пешеходов [4]) система и каждая военная (навигация, наблюдение, наведение ракет) система применяется  для выполнение определённых задач. Радиолокационная система имеет большую универсальность за счёт использования разнообразных систем, несущих частот, диапазона радиочастот, времени передачи сигнала, формы радиосигнала, используемых антенн и т.п.

Кроме измерения радиальной скорости и расстояния, РЛС позволяют находить азимут и угол места (элевацию). Это зависит, в основном, от конструкции антенны, а измерение расстояния и радиальной скорости, включая их точность и разрешение, зависят от используемой формы радиочастотного сигнала и параметров системы. Ниже описывается раздельное и одновременное измерение расстояния и радиальной скорости с помощью импульсных РЛС и РЛС непрерывного действия и их комбинаций.

Направления развития в сфере радиоволн, продвигаемые радиолокационными системами в автомобильной промышленности, позволят измерять расстояние и радиальную скорость с большей точностью и за более короткое время. Эти  же тенденции могут оказать влияние на аэрокосмические и военные радиолокационные системы.

Ссылки

  1. 1.LUDLOFF, Albrecht K.: Praxiswissen Radar und Radarsignalverarbeitung, Vieweg+Teubner Verlag; Version 4., October 2009, ISBN — 9783834805973
  2. 2.MEINECKE, Marc-Michael: Zum optimierten Sendesignalentwurf für Automobilradare, Shaker Verlag GmbH, August 2001. – ISBN 9783826592232
  3. 3.ROHLING, Hermann; MOELLER, Christof: Radar waveform for automotive radar systems and applications, Radar Conference, 2008. RADAR ’08. IEEE , vol., no., pp.1,4, 26-30 May 2008
  4. 4.ROHLING, Hermann; MEINECKE, Marc-Michael; HEUEL, Steffen; HAEKLI, Janne; NUMMILA, Kaj; HEUER, Michael: Objectives of the ARTRAC initiative in active pedestrian safety, Radar Symposium (IRS), 2013 14th International , vol.2, no., pp.726,731, 19-21 June 2013
  5. 5.SCHROEDER, Christoph: System Design of an Array Antenna Radar with a Rapid Chirp Waveform, Shaker Verlag GmbH, Germany; March 2013. ISBN — 9783844016666
  6. 6.SKOLNIK, Merrill I.: Introduction of Radar Systems, McGraw-Hill Inc., ISBN — 978007118189, 1962
  7. 7.BUES, Roland; MINIHOLD, Roland: Overview of Tests on Radar Systems and Components, Rohde & Schwarz Application Note Nr. 1MA127_2e, 2012
  8. 8.MINIHOLD, Roland; BUES, Dieter: Introduction to Radar system and Component Tests, Rohde & Schwarz White Paper Nr. 1MA207-1e, 2013

Источники

 

Материал предназначен для использования в образовательных целях