Техника - молодёжи 1985-02, страница 26

характеру раскачивания бакена нетрудно определить, от какого берега пришла волна-отклик — от крутого или пологого. А зная скорость отраженных волн, можно по времени запаздывания «откликов» с большой точностью сказать, какие участки берега облицованы гранитом, а какие нет.

Теперь заменим «Метеор», создавший волну, передатчиком, излучаю

щим радиоимпульсы, бакен — приемником, а берег — поверхностью Венеры. Получим действующую (в первом приближении, разумеется) модель РБО.

Итак, по времени задержки «откликов», поступивших на антенну РБО, можно судить об удаленности облученного препятствия, находящегося, напомним, сбоку от станции — перпендикулярно к траектории ее движения (р и с. 2). Чем интенсивнее «отклики» — это зависит от характера рельефа, — тем ярче вспыхнут точки на экране. В итоге на телеэкране отдельные точки с различной яркостью сольются в единое изображение поверхности, как бы освещенной лучами радиолокатора.

Тут возникает вопрос: если изображение, создаваемое РБО, неотличимо от телевизионного, то зачем нужна сложная обработка сигналов с помощью ЭВМ? Разве нельзя просто подключить антенну РБО прямо к телевизору?

РАДИОВИДЕНИЕ: ЛОКАТОР ПЛЮС ЭВМ

противоречие? Если послать маломощный короткий импульс, то его отражения будут слишком слабыми, верно? А почему нельзя послать подряд 10, 20, 60 объединенных в «пакет» импульсов и затем при приеме накопить энергию соответственно 10, 20, 60 «откликов»? А чтобы не спутать, какому импульсу какой «отклик» принадлежит, сделать их... «разноцветными»: синими, желтыми, зелеными, красными... Отраженный от поверхности сигнал будет переливаться всеми цветами радуги, но, разложив его по «полочкам», пропустив, скажем, через призму, мы в любой момент можем определить, что сейчас, допустим, в сигнале 5% желтого и_#20% синего цветов, а две секунды назад было 30% желтого, а синего — всего 0,5%. Зная точное время, когда был излучен синий, а когда желтый сигнал, мы по различному времени задержки для каждого цвета определим, от каких участков поверхности синий сигнал отражался сейчас и две секунды назад и от каких в то же самое время отражался желтый.

Разумеется, «раскрасить» радиоволны нельзя, а вот пометить короткие слабые импульсы, образующие совместно длинный сильный сигнал, — задача вполне выполнимая: для этого в качестве метки надо использовать фазу электромагнитных колебаний. Как это делается, рассказать без применения сложного математического аппарата невозможно, а потому любителям строгого, точного изложения порекомендуем книгу И. А. Липкина «Основы статистической радиотехники, теории информации и кодирования». М., «Советское радио», 1978, с. 115 — там применяемый в РБО сигнал назван «фазоманипулированным псевдослучайным сигналом» (ФМПС), а разложение его по «полочкам», то бишь по «цветам», названо «корреляционной обработкой».

Итак, учтя время задержки «от^ клика», РБО может вычислить одну координату любой цели в направлении, перпендикулярном движению АМС. Но ведь есть еще и вторая — совпадающая с направлением движения АМС — координата. Для ее определения используется эффект Доплера: ведь РБО «смотрит» вбок, перпендикулярно направлению полета. По отношению к одним участкам поверхности станция приближается, по отношению к другим — удаляется. В первом случае частота волны-отклика чуть возрастет, во втором — немного снизится (р и с. 3). После соответствующей обработки на ЭВМ сигнал, принятый РБО, можно выводить на телеэкран. Каждая новая строка изображения появляется на нем сверху, предшествующая ей картинка сдвигается вниз — и создается эффект телекамеры, плывущей над планетой.

Рис. 3. Схема поясняет образование доплеровского сдвига частоты: точки В—Г приближаются — часто- . та сигнала выше, точки А—Б удаляются — частота сигнала ниже. Сигналы, отраженные от полосы Б—В (нулевой сдвиг), учитывались при построении изображения, остальные отбрасывались.

Дело в том, что четкость радиоизображения зависит от числа точек разной яркости, различимых глазом в строке. Лишь когда их много, вместо невразумительных расплывчатых пятен на экране возникают очертания местности. Но сигналы от двух точек (вернее, участков поверхности) можно различить лишь в том случае, если импульс «уйдет» из одной раньше, чем «придет» в другую.

В самом деле: нельзя же сказать, что станция Гора и станция Впадина — две разные станции железной дороги, если расстояние между ними меньше длины поезда! Гак и тут — чтобы различить два близко расположенных участка местности, надо уменьшить длину импульса: вместо электрички пустить, скажем, трамвай.

Но чем короче импульс, тем больше должна быть величина (амплитуда) электромагнитных колебаний, иначе мощности излучения — а она пропорциональна амплитуде импульса и его длительности — просто-напросто не хватит, чтобы «высветить» поверхность, и ответные сигналы потонут в помехах. Чтобы избежать этого, надо делать более мощные передатчики — следовательно, увеличивать их вес и габариты. По этому пути, разумеется, идти нельзя.

Но как сделать, чтобы, с одной стороны, импульс передатчика был как можно короче — тогда РБО будет иметь высокую разрешающую способность, а с другой, как можно длиннее — тогда оборудование не получится слишком громоздким?

Как решить это весьма распространенное в современной технике

Рис. 2. Принцип действия РБО: чем дальше расположена точка рельефа, тем дольше сигнал находится в пути. Красный луч длиннее зеленого на расстояние «а», следовательно, путь, преодолеваемый красным импульсом туда-обратно, длиннее на «2а».

24