Сосулин Ю. Г. - Теоретические основы радиолокации и радионавигации - Радио и связь, страница 5

!.1,д), поскольку последняя состоит из двух радио- линий. Из (12) и (!3) видно, что увеличение мощности передатчика и уменьшение Р... (повышение чувствительности приемника) в равной степени сказывается на увеличении дальности действия. При этом зависимость Я „от отношения Р17Рпоа в радиолокации (Ртах ь Р!~Рпор) более слабая, чем в радиосвязи (Лбах ')х Р1(Рпоо). Уравнения (12) и (13) можно непосредственно использовать для расчета дальности действия РЛС и РНС, работающих только в космическом пространстве. Для всех других систем уравнения дальности действия необходимо корректировать с учетом изменения условий распространения радиоволн из-за влияния Земли и ее атмосферы,[! — 8, 18 — 201.

Это влияние обусловлено следующими факторами: отражением радиоволн от Земли, кривизной ее поверхности, затуханием радиоволн в атмосфере, изменением скорости и направления распространения радиоволн в неоднородной среде. Эти факторы приводят к изменению параметров принимаемого сигнала — мощности, времени запаздывания, смещения частоты, направления прихода. В результате изменяется дальность действия систем в режиме обнаружения и в режиме местоопределения объектов.

Зона действия, как и дальность действия, в разных режимах работы системы определяется по-разному. Зона действия РЛС в режиме обнаружения, называемая зоной обнаружении, представляет собой область пространства, в пределах которого дальность действия в режиме обнаружения не хуже заданной. Зона действия РЛС и РНС в режиме местоопределения, называемая зоной местоопределения, ограничена кривой (при местоопределении на плоскости) или поверхностью (при местоопределении в пространстве), уравнения которых а=г„,„, (1.14) где еп„— допустимое (заданное) значение полной ошибки местоопределения (см. $ 7.2). 5.

Временем обзора называют время, необходимое для однократного обзора заданной зоны действия системы. 21 б. Разрешающей способностью называют способность системы раздельно обнаруживать и определять координаты и параметры движения близко расположенных объектов. Количественно разрешающая способность системы по той нли иной координате (или по параметру движения) 8 характеризуется минимальной разностью Ли=О! — О, значений измеряемой координаты (или параметра движения) двух близко расположенных объектов с одинаковыми значениями остальных координат и параметров движения, при которой возможно раздельное обнаружение объектов и измерение координат О! и Оп с показателями качества не хуже заданных. Мера разрешающей способности Ль определяет размер элемента разрешения по параметру О.

Число элементов разрешения в рабочей зоне зависит от ее размера, количества определяемых координат и значений Ль. В общем случае при обзоре рабочей зоны по дальности и радиальной скорости в диапазонах Ртах Ят!и И !'и тах 1'я т!и, ПО аЗИМуТу И утяу МЕСТа В Прсдсяак СЕКТОРОВ атхх ат!и И Ртхх фт!и ЧИСЛО ЭЛЕМЕНТОВ РаЗРЕШЕИИЯ птах нт!п 1 и тих 1 я т!и птах — ат3п (!тип пт!п !и— в (1.15) где Лп, Ьпя, Л, Лз — меры разрешающей способности или просто разрешающие способности по дальности, радиальной скорости, азимуту и углу места соответственно.

7. Пропускная способность определяется максимальным числом объектов, обслуживаемых системой в течение заданного времени с заданной точностью действия. 8. Помехозащищенность системы характеризуется степенью ее работоспособности в условиях воздействия различного рода помех. Помехозащищенность определяется помехоустойчивостью системы и скрытностью ее работы.

Под помехоустойчивостью понимают способность системы при воздействии на нее определенной совокупности помех сохранять значения показателей качества в заданных пределах. Помехоустойчивость обусловлена рациональным выбором технических характеристик системы, в частности выбором параметров радиосигнала, н способом построения системы в целом. Различают реальную и потенциальну!о помехоустойчивость.

Потенциальной называется наивысшая помехоустойчивость системы в условиях, когда единственной помехой является собственный шум радиоприемного устройства. Потенциальная помехоустойчивость может быть достигнута лишь при оптимальном, т. е. наилучшем способе обработки радиосигнала. Сравнивая помехоустойчивость реальной системы, т. е. реальную помехоустойчивость, с потенциальной, можно выявить принципиальную воз- 22 можность и целесообразность дальнейшего повышения помехоустойчивости системы. Скрытность системы характеризуется трудностью обнаружения ее работы, измерения основных характеристик излучаемого сигнала и создания эффективных помех.

Чем выше скрытность системы, тем труднее создать для нее помеху и, следовательно, тем выше помехозащищенность системы. 9. Электромагнитная совместимость 1'ЭМС) — способность систем одновременно работать с требуемыми значениями показателей качества в условиях непреднамеренных помех от различных радиосредств и не создавать помехи недопустимого уровня другим системам. 10. Надежность, понимаемая в широком смысле, есть способность системы выполнять заданные функции в течение требуемого интервала времени.

При таком определении понятие «надежность» включает в себя, в частности, и помехозащищенность. Часто надежность определяют при отсутствии внешних помех и характеризуют средним временем безотказной работы системы или вероятностью безотказной работы в течение заданного времени. 11. Масса и габариты системы имеют особую важность для бортовых систем. Существенное уменьшение массы и габаритных размеров радиоаппаратуры достигается путем ее микроминиатюризации на основе применения микроэлектронных компонентов с высокой степенью интеграции. 12. Экономическая эффективность определяется соотношением между полезным экономическим эффектом и затратами на разоаботку, производство и эксплуатацию систем. Основными техническими характеристиками РЛС и РНС являются: вид и параметры излучаемого сигнала — непрерывный или импульсный, вид модуляции или манипуляции (частотная, фазовая), несущая частота (длины волны) и ее стабильность, излучаемая мощность; ДН антенны (форма и ширина главного максимума, коэффициент усиления, уровень боковых лепестков); метод обзора рабочей зоны; метод обработки сигналов в РПрУ; число и типы выходных устройств; мощность, потребляемая радиоустройствами от источников питания.

Остановимся кратко на возможных методах обзора рабочей зоны. В общем случае обзор осуществляется по угловым координатам, дальности и скорости. Различают одновременный (параллельный), последовательный и смешанный обзор. Обзор по угла; вым координатам является одновременным, если луч (ДН антенны) или несколько лучей в статическом положении полностью перекрывают рабочую зону (заданный сектор). Достоинство этого метода — наименьшее время обзора рабочей зоны, недостаток— сложность построения системы (обусловлена сложностью антенны, формирующей требуемое число лучей, и необходимостью ис- вз пользования многоканального приемника, число каналов которого должно равняться числу лучей).

Последовательный обзор по угловым координатам осуществляется путем перемещения (сканирования) одного луча в пределах всей рабочей зоны. В зависимости от траектории движения луча возможны различные виды последовательного обзора: круговой, винтовой, строчный, спиральный и др.

Достоинство последовательного метода — простота системы, недостаток в проигрыш во времени обзора (по сравнению с одновременным обзором). Смешанный или параллельно- последовательный обзор производится с помощью нескольких лучей, перекрывающих только часть рабочей зоны и поэтому сканирующих с целью просмотра всей зоны. Например, лучи могут перекрывать весь сектор обзора по углу места и сканировать только по азимуту. Сканирование лучей может быть механическим, т. е. осуществляться механическим поворотом антенны или какой-то ее части, либо электрическим, когда изменяется распределение амплитуд и фаз поля в раскрыве антенны.

Электрическое сканирование позволяет избежать перемещения громоздких механических конструкций и тем самым резко повысить скорость перемещения луча. Электрическое сканирование обычно реализуется с помощью фазированных антенных решеток (ФАР), представляющих собой системы излучателей с электрически управляемым фазовым распределением. Фазированные антенные решетки формируют одновременно несколько лучей, обеспечивают гибкое управление их перемещением и позволяют реализовать наиболее совершенные методы обработки сигналов.

Обзор рабочей зоны по дальности происходит естественным образом — в процессе распространения радиоволн и, строго говоря, является последовательным. Однако из-за высокой скорости распространения радиоволн весь заданный диапазон дальности просматривается в течение очень короткого отрезка времени— почти «одновременно». Для одновременной обработки сигналов, приходящих с различных участков диапазона дальности, требуется многоканальное (по дальности) устройство. Что касается обзора по радиальной скорости, то он может быть последовательным, реализуемым с помощью перестраиваемого по частоте фильтра, и параллельным, реализуемым многоканальной системой фильтров, перекрывающих весь диапазон изменения частоты Доплера.