Osnovi_teorii(прост учебник) (1021136), страница 44
Текст из файла (страница 44)
Здесь векторGΘ = β, ε . Чем меньше δ (x), тем выше разрешающая способность РЛС попараметру х. В РЛС кругового обзора с применением зондирующих импульсов прямоугольной формы и индикаторов с линейной разверткойδд = cτи / 2 + M d dп / d тр , где τи – длительность зондирующего импульса; Мд –масштаб индикатора по дальности; dтр – диаметр экрана индикатора; dп –диаметр светового пятна на экране индикатора. Аналогично для реальной разрешающей способности по азимуту δβ: δβ = ∆β0,5 + φинд + dп · 360º Мβ/2π Дц dтр,где φинд – угловая разрешающая способность индикатора; ∆β0,5 – ширина диаграммы направленности РЛС по азимуту на уровне половинной мощности;Мβ – масштаб индикатора по азимуту; Дц – дальность до цели.
Таким образом, результирующее значение разрешающей способности РЛС по параметруx приближенно представляют суммой потенциальной составляющей δ (x)пот,определяемой видом используемых сигналов, параметрами РЛС и аппара42182Выражения для Пэф, τэф приводятся в заключительной части гл.
4 данного учебника.Глава 4. Принципы построения и структура радиолокационных средствтурной составляющей δ (x)ап, связанной с несовершенством устройств обработки сигналов и отображения информации.Связь между разрешающей способностью по плоскостным координатам δxy и требуемыми разрешающими способностями по дальности δди азимуту δβ определяется соотношением δ xy = δ 2д + Д 2δβ2 .Улучшение общего разрешения РЛС достигается, в первую очередь,повышением разрешения по дальности.
Ограничение разрешающей способности РЛС по азимуту не существенно, так как длительное нахождениецели на одной дальности маловероятно, тем более в поле большой кратности. Для вскрытия состава групповых целей, прикрытых помехами, и распознавания классов целей могут применяться специализированные РЛСс программным обзором или кратковременным изменением параметровзондирующих сигналов.Помехозащищенность (помехоустойчивость). Под помехозащищенностью принято понимать способность РЛС противостоять радиоразведке и выполнять свои функции в условиях действия естественных и специально организованных радиопомех. В качестве критериев оценки помехозащищенности РЛС от активных помех используют максимальнуюдальность ДАП обнаружения цели с заданной σ на фоне помех, коэффициент подавления активных помех устройством защиты Кпод = NАП вх / NАП вых,коэффициент сжатия ЗО КдРЛС = Дц0 / ДАП и сектор эффективного подавления РЛС ∆φэф при заданных: а) качестве обнаружения, б) способе постановки помех, в) дальности до источника помех и спектральной плотностипомех, излучаемой в направлении РЛС.
Здесь NАП вх и NАП вых – соответственно спектральные плотности мощности помехи на входе и выходе устройства защиты; Дц0 – максимальная дальность действия РЛС при отсутствии помех.Помехозащищенность РЛС в условиях отражений от местных предметов обычно оценивается коэффициентом подавления мешающих отражений КПП или коэффициентом подпомеховой видимости Кпв.
При этомК ПП = PППвх / PППвых ;(4.8)К пв = ( PПП вх / Pс.вх ):( PПП вых /Pс.вых ) = PПП вх ⋅ Pс.вых / PПП вых ⋅ Pс.вх = К ПП ⋅ К пс , (4.9)где РПП вх и РПП вых – соответственно мощности ПП на входе и выходе устройства защиты; Рс.вх и Рс.вых – соответственно мощности полезного сигнала на входе и выходе устройства защиты от ПП; Кпс – коэффициент прохождения полезного сигнала через устройство защиты от ПП. Как правило,Кпс ≤ 1. Помехозащищенность РЛС в условиях применения дипольных отражателей обычно характеризуют количеством пачек на 100 м пути, при183Раздел II.
Подсистема радиолокационных средств радиолокационной системыкотором обеспечивается обнаружение целей с требуемыми показателямикачества.Скрытность – способность РЛС противостоять радиотехническойразведке. Достигается применением шумоподобных ЗС и ограничениемработы РЛС на излучение.Мобильность – способность РЛС к передислокации на новую позицию, в т. ч. на заранее неподготовленную, с последующим развертываниеми вводом в строй в установленное время.Б.
Технические характеристики РЛС (РЛК). К основным техническим характеристикам РЛС относят мощность излучения, полосу пропускания и чувствительность (предельную или пороговую) приемника, ширину ДНА, частоту повторения, длительность и несущую частоту (длинуволны) ЗС, техническую (эксплуатационную) надежность.Мощность излучения. Мощность ЗС РЛС и РЛК изменяется в широких пределах в зависимости от требуемой дальности действия. Мощностьизлучения Ризл составляет от долей ватта до десятков киловатт в режименепрерывных колебаний и до десятков мегаватт в импульсном режиме.Применительно к импульсным сигналам говорят об импульсной мощностиРи, понимая под ней пиковое значение мощности в импульсе, и о среднеймощности Рср за период повторения Тп: Рср = ξ Ри τи / Тп, где ξ – коэффициент, зависящий от формы импульсов (для импульсов прямоугольной формы ξ = 1, для одного полупериода синусоиды ξ = 0,5, для импульсов треугольной формы ξ = 0,33).Полоса пропускания – максимально возможная полоса частот приемного тракта РЛС, в пределах которой обеспечивается максимальное отношение сигнал/внутренний шум приемного устройства.
Полоса пропускания линейной части РЛ приемника выбирается в соответствии с известным соотношением академика Сифорова: П = 1,37 / τи.Чувствительность приемного устройства. Различают предельнуюи реальную чувствительности приемника. Предельная чувствительность характеризуется минимальной мощностью сигнала на входе приемника Рпр. min,при которой на выходе его линейной части мощность сигнала равна мощности шума.
Реальную чувствительность приемника определяют минимальноймощностью входного сигнала, при которой обеспечивается обнаружениесигнала или измерение его параметров с заданными показателями. Этамощность равна Рпр.реал = k Tº П kш kр. Здесь k – постоянная Больцмана; Tº –абсолютная температура приемника; П – полоса пропускания линейной части приемника; kш – коэффициент шума приемника; kр – необходимое соотношение сигнал/шум по мощности (коэффициент различимости). Реальнаячувствительность РЛ приемников составляет 10–12…10–16 Вт.Параметры антенны.
В РЛС используются антенны направленного действия. Различают диаграммы направленности F (β, ε) игольчатые,184Глава 4. Принципы построения и структура радиолокационных средствширина основного лепестка которых приблизительно одинакова в азимутальной (горизонтальной) и угломестной (вертикальной) плоскостях, и веерные (плоские), характеризующиеся существенным различием угловыхразмеров в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. Ширина лучав соответствующей плоскости определяет потенциальную разрешающуюспособность РЛС по угловой координате.Для ДН, имеющих осевую или плоскостную симметрию, ширина ихосновного лепестка в градусах по уровню половинной мощности оценивается соотношением θ°0,5 = bλ / k , где k – линейный размер раскрыва антенны в соответствующей плоскости; b – коэффициент, значения которого могут лежать в пределах от 50 до 100 в зависимости от распределенияполя в раскрыве антенны при работе на излучение.
Если ∆β0,5 и ∆ε0,5 –значения ширины луча в градусах в горизонтальной и вертикальнойплоскостях, то максимальное значение коэффициента направленного действия антенны Da ≈ 25 000 /∆β0,5 ∆ε0,5. Если задан телесный угол Ω лучаРЛС, то Da = 4π/Ω.Максимальное значение эффективной площади приемопередающейантенны Aп.эф.max = Кэ Aп.эф, где Кэ – коэффициент использования площадиантенны, значения которого могут изменяться от 1 до 0,5 в зависимости отраспределения поля в раскрыве антенны при работе на излучение. Коэффициент усиления антенны G связан с ее коэффициентом направленногодействия Da и КНД антенны η формулой G = η Da. При согласовании антенны с нагрузкой Aп.эф = G λ2 / 4π.Длина волны λ. В радиолокации основное применение находят дециметровые и сантиметровые волны (приблизительно 2 см < λ < 1 м).Объясняется это возможностью получения остронаправленного излучения и приема при относительно небольших размерах антенн, а также малым уровнем естественных шумов на входе приемника.
Выбор волн короче 2 см ограничивается сильным поглощением их энергии в атмосфереЗемли, особенно при наличии гидрометеоров (града, снега, дождя, тумана и т. д.). В загоризонтной радиолокации используются короткие волны(приблизительно20 м < λ < 30 м), которые хорошо отражаются ионосферой Земли и не испытывают существенного поглощения при распространении.Частота повторения и длительность ЗС. Значение величинFп = 1 / Тп, τи выбирают исходя из конкретных режимов излучения РЛС.При этом учитываются как энергетические параметры, так и проблемы измерения дальности и скорости движения цели.Масса и габариты. Одной из важнейших задач при разработке РЛаппаратуры является максимально возможное сокращение ее массы и габаритов.185Раздел II. Подсистема радиолокационных средств радиолокационной системыЭксплуатационная надежность.
Под эксплуатационной надежностью РЛС понимается ее способность выполнять заданные функции в реальных условиях эксплуатации в течение требуемого интервала времени.Изменение значений параметров РЛС, при котором она не может выполнять заданные функции, называется отказом. Количественно эксплуатационную надежность станции характеризуют вероятностью Рб безотказной работы в течение заданного времени Тр или средним значением времени Тср работы между двумя последующими отказами.
Для нормальнофункционирующей аппаратуры справедлив экспоненциальный закон зависимости вероятности безотказной работы от параметров Тр и Тср:Рб = ехр( −Т р / Т ср ) .Таким образом, возможности практического применения РЛС характеризуются совокупностью показателей, включающих технические характеристики и параметры. Первые отражают показатели РЛС со стороны их качества, а вторые – со стороны количества.
Применительно к РЛС военногоназначения это диалектическое единство представлений принято называтьбоевыми возможностями РЛС, которые, в свою очередь, подразделяют натактические и технические параметры (характеристики). Тактические характеристики позволяют рассмотреть РЛС как подсистему системы более высокого порядка, реализующую в этой надсистеме информационную функцию.Технические же описывают основные параметры собственно РЛС.4.3. Методы обзора пространстваи измерения координат, применяемые в РЛС4.3.1. Характеристика зоны обнаружения РЛСпри произвольном способе обзора пространстваПоскольку основной функцией СРЛ той или иной РЛ системы является функция информационная, то рассмотрим характеристику ЗО РЛС какосновного элемента РЛП.Учитывая условие уверенного обнаружения эхосигнала на фоневнутреннего шума приемного устройства и остатков компенсации внешнихпомех Эпр.вх ≥ q2 (N0 + Nп), запишем уравнение РЛ (4.6) как функцию координат β, ε:Э (β, ε)Gп (β, ε) Aп (β, ε)σД4 (β, ε) = и,(4.10)(4π)2 q 2 ( N0 + Nп )где Д (β, ε) = Дmax · Дн (β, ε) – дальность действия РЛС в направлении целис угловыми координатами β и ε; Дmax – максимальная дальность действия186Глава 4.
Принципы построения и структура радиолокационных средствРЛС в ЗО; Дн (β, ε) = Д (β, ε) / Дmax – нормированная дальность действияРЛС (Дн (β, ε) ≤ 1); Эи (β, ε) – энергия, излучаемая антенной РЛС в направлении цели с угловыми координатами β и ε; Gп (β, ε) – коэффициент усиления передающей (излучающей) антенны РЛС; Aп (β, ε) = Aэф.пр αпн (β, ε) – эффективная площадь приемной антенны в направлении цели с угловыми координатами β и ε; Aэф.пр – максимальное значение эффективной площади приемной антенны; αпн (β, ε) = Aп (β, ε) / Aэф.пр – нормированная эффективнаяплощадь приемной антенны (αпн (β, ε) ≤ 1); σ – среднее значение ЭПР цели; ν – коэффициент различимости (отношение сигнал/(шум + помеха) навходе приемника, при котором обеспечиваются заданные показатели каче2; L – коэффициент потерь в реальномства обнаружения); ν = 0,5 · L · qпор2тракте обработки эхосигналов, L > 1; qпор– пороговое значение параметраобнаружения (отношение сигнал/(шум + помеха) на входе устройствасравнения с порогом обнаружения, при котором обеспечивается заданное2= 2Эпр / ( N0 + Nп ) ; Эпр – энергия принятого сигкачество обнаружения), qпорнала; N0, Nп – соответственно спектральные плотности мощности собственных шумов приемника и остатков компенсации помех, пересчитанныена вход детектора.Преобразуем уравнение (4.10) к требуемому виду.Из теории антенн известно, что коэффициент усиления антенныв соответствии с его определением может быть представлен в видеGп (β, ε) =4π,Ωди (β, ε)(4.11)где Ωди (β, ε) – телесный угол ДНА в направлении на цель с угловыми координатами β, ε.Подставляя соотношение (4.11) в уравнение (4.10), получаем:Д4 (β, ε) =Эи (β, ε)Ап (β, ε)σ.4πνΩди (β, ε)( N0 + Nп )(4.12)В уравнении (4.12) отношениеЭи (β, ε)Ωди (β, ε)(4.13)представляет собой энергию, излучаемую РЛС в единицу телесного угла ЗО.Интегрируя соотношение (4.13) в пределах телесного угла ЗО Ωз, получаем суммарную энергию Эз, излучаемую РЛС в зону за время однократного обзора:187Раздел II.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
