波瓣轉化法

波瓣轉化法是一種航空航天導航用到的測向方法。其定向天線方向性圖周期性地改變所指方向,使接收點的信號強度發生變化,此變化就是接收點相對於天線方向性圖的偏移大小和方向的信息。

解釋

波瓣轉化法是早期雷達組中用於提高跟蹤精度的一種方法。 它使用兩個稍微分開的天線元件將光束輕微地傳送到天線的中線的任一側,在兩者之間切換以找出哪個返回信號更強,從而移動指示天線方向以便直接指向 目標。 這個概念只是簡單地使用,在第二次世界大戰結束時幾乎完全被圓錐掃描系統所取代。 這個概念也被稱為順序轉化,儘管這個術語似乎是罕見的,相關的輸出有時被稱為分割顯示。

描述

早期雷達天線通常由被動反射器前面的許多小型偶極子天線組成。放置偶極子以使它們建構性地干擾天線,從而以該方向“瞄準”信號。光束的角擴展是元素數量的函式,更多的元素產生更緊密的聚焦光束。大量的這樣的元件將是理想的,但是由於它們必須根據所使用的無線電源的波長而彼此相隔一定距離而不切實際。在早期的“長波”系統中,像英國和美國那樣使用這種系統,這迫使這些元件被放置了幾英尺,將偶極子的數量限制在任何合理大小的天線上。

所得到的這種系統的光束角通常太寬,不能直接用於噴槍。例如,美國的SCR-268的波束寬度為2度,一旦目標進入該波束,操作員就不能輕易的說出波束的位置。直接噴槍需要大約0.1度的角度精度。在早期使用時,系統只是與探照燈配對,這將被雷達定向到目標,然後炮手將瞄準目標。在這個角色中,即使在白天,雷達提供的範圍信息仍然是無價的。

波瓣轉化大大提高了跟蹤精度,而只是增加了少量的複雜性。將兩個偶極子放置在陣列上的每個點上代替單組偶極子元件。然後,無線電信號通常通過電機驅動的機械開關在兩組偶極子之間交替切換。來自一組的返回信號通過一小段延遲傳送,將其操作員示波器上的“峰值”略微偏移到一側。由於切換比眼睛更快,所以結果在顯示屏上顯示為兩個良好的峰。

由於每個葉片偏離中心,如果目標不是位於天線中部(整體上)的中心,那么兩個返回信號中的一個將具有比另一個更大的強度。因此,操作員可以通過移動它來使天線指向目標,使得顯示器上的兩個返回值相等。由於裂片被布置成僅稍微重疊,所以只有非常小的角度,兩個返回值相等 - 即使目標在中心線之外的輕微移動也將使得一個信號變得更強。因此,所得到的測量值更準確。

錐形掃描在概念上類似於波瓣轉化,但是名義上意味著它以旋轉方式而不是兩個方向操作。這允許操作者獲得哪個方向具有最強返回的2-D視圖,並且因此更容易操作。然而,錐形掃描只能在具有單個饋電喇叭的天線上方便地使用,這僅適用於微波雷達。由於這種系統被投入使用,波瓣轉化法已經消失。

干擾

如果知道雷達的基本工作頻率,則可以相對容易地阻塞波瓣切換雷達。在以每秒30次切換波瓣的波瓣切換裝置的情況下,干擾信號可以被構造成在同樣頻率上傳送弱信號也是每秒30次,但是當雷達的波瓣為指向飛機 - 通過尋找接收到的信號的低點很容易找到。在接收端,兩個信號混合,來自飛機干擾的附加信號“平滑”了否則會看到的強/弱信號。這樣就消除了雷達角度信息,並且除了毛角追蹤困難可以做出任何事情。

避免這個問題的一種方法是在LORO雷達中使用,只有Lobe On Receive Only才使用一個天線元件來傳送非裂紋信號,另外兩個接收器用於接收。操作基本上與普通的雷達雷達相同,但是由於某些附加的天線元件(或者更常見的是第二個天線)的成本,它拒絕了與目標飛機的相關信息。信號的非同步“塊”可以用於阻止LORO雷達,儘管它不如“正常”的雷達系統那樣有效,並且通常使操作者的工作困難,而不是不可能。

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