Переключение лепестков - Lobe switching

Переключение лепестков это метод, используемый на раннем радар наборы для повышения точности отслеживания. Он использовал два слегка разделенных антенных элемента, чтобы направить луч немного по обе стороны от средней линии антенны, переключаясь между ними, чтобы определить, какой из них дает более сильный возврат, тем самым указывая, в каком направлении следует переместить антенну, чтобы указывать прямо на нее. цель.^[1] Концепция использовалась недолго и была почти полностью заменена на коническое сканирование систем к концу Вторая Мировая Война. Это понятие также нечасто называют последовательное долбление.

Описание

Ранний радар антенны обычно состоял из ряда небольших дипольные антенны перед пассивным отражателем. Диполи были размещены таким образом, чтобы они конструктивно мешали перед антенной, тем самым «наводя» сигнал в этом направлении. Угловой разброс луча зависит от количества элементов, при этом большее количество элементов дает более точно сфокусированный луч. Огромное количество таких элементов было бы идеальным, но непрактичным из-за их необходимости размещать на определенном расстоянии друг от друга в зависимости от длина 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 использовать их непосредственно для кладка оружия. Например, в США SCR-268 имел ширину луча 2 градуса, и как только цель попала в этот луч, оператор не мог легко сказать куда в луче это было. Для прямой наводки потребуется угловая точность около 0,1 градуса. В начале использования система была просто соединена с прожектор, которая направлялась бы на цель радаром, а затем наводчики прицеливались визуально. В этой роли, даже днем, информация о дальности, предоставляемая радаром, была по-прежнему бесценна.

Концепция переключения лепестков. На этой диаграмме два лепестка показаны желтым цветом, а итоговый «суммированный» сигнал - синим. Если бы самолет немного поднялся, сила сигнала в нижнем лепестке быстро упала бы, а в верхнем лепестке - быстро. Затем оператор направил антенну вверх, чтобы компенсировать, до тех пор, пока два возвратных сигнала снова не станут равными.

Переключение лепестков позволило значительно повысить точность при добавлении небольшой сложности. Вместо одного набора дипольных элементов в каждой точке решетки размещалось по два. Затем радиосигнал попеременно переключался между двумя наборами диполей, обычно с помощью механического переключателя с приводом от двигателя. Обратный сигнал от одного комплекта отправлялся с небольшой задержкой, смещая свой «пик» на операторском осциллограф немного в сторону. Поскольку переключение происходило быстрее, чем мог заметить глаз, результат проявлялся в виде двух хорошо сформированных пиков на дисплее.

Поскольку каждый лепесток был немного смещен от центра, 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, полученные измерения были намного точнее.

Коническое сканирование было похоже на концепцию переключения лепестков, но, как следует из названия, использовалось вращательное движение, а не два направления. Это позволило оператору получить двумерное представление о том, в каком направлении была наибольшая отдача, и в результате было намного проще работать. Однако коническое сканирование можно легко использовать только на антенне с одним рупорным устройством подачи, что практично только с микроволновая печь радары. Когда такие системы были введены в эксплуатацию, переключение лепестков вообще исчезло.

Джемминг

Возможно варенье радар с переключением лепестков с относительной легкостью, если знать основные рабочие частоты радара. В случае набора переключения лепестков, который переключает лепестки 30 раз в секунду, может быть сконструирован 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 принятого сигнала. На стороне приемника два сигнала смешиваются, и дополнительный сигнал от глушителя самолета «сглаживает» сильный / слабый сигнал, который иначе был бы виден. Это отрицает информацию об угле радара и может затруднить отслеживание всего, кроме общего угла.

Лоб только на прием

Один из способов избежать этой проблемы известен как доля только на приеме (ЛОРО),^[2] который использует один набор антенных элементов для передачи сигнала без переключения лепестков и два дополнительных набора для переключения лепестков при приеме. Принцип работы в основном идентичен обычному радару с прямой наводкой, но он отрицает любую информацию о наводке на самолет-цель 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 смещения луча, и, как правило, затрудняет работу оператора, а не делает ее невозможной.

В SCR-268 Первая радиолокационная система армии США была одной из первых радиолокационных станций, в которых использовалось переключение лепестков приемных антенн в качестве средства наведения лучей зенитных прожекторов на самолет.

Рекомендации

1. Чен, Вай Кай (2004). Справочник по электротехнике. Эльзевир. п. 682. ISBN  9780080477480. Получено 9 января 2020.
2. Введение в моделирование электронной войны. Артек Хаус. 2001. с. 156. ISBN  1596933119.

внешняя ссылка

• Эта концепция переключения лепестков использовалась в так называемом Flimmerschalter в немецком Радар Лихтенштейна во время Второй мировой войны. (видеть Радар учебник )