Ахияров В.В, Нефедов С.И., Николаев А.И. Радиолокационные системы (2-е издание, 2018) (1151780), страница 40
Текст из файла (страница 40)
Для этого антенная система РЛСдолжна формировать узкую диаграмму направленности в горизонтальной плоскости и широкую в вертикальной, форма которойдолжна быть как можно ближе к косекансной ( см.7 .2).В метровом диапазоне длин волн, используемом в РЛС дежурного режима, сформировать диаграмму направленности косекансного типа затруднительно.В метровом диапазоне также трудно создать одновременно узкую диаграмму направленности в горизонтальной и вертикальнойплоскостях. Для этого антенная система должна иметь большиеразмеры раскрывав обеих плоскостях (по несколько десятков метров). Поэтому, как правило, на излучение формируют не веер лучей,а одну широкую в вертикальной плоскости диаграмму направленности, причем весьма далекую от косеканснойформыиз-завлиянияземли и ограниченных размеров антенны.
Форма диаграммы направленности на прием зависит от числаизмеряемыхкоординатвоздушныхобъектов. В 2-координатных РЛСиспользуетсяоднаприемо-передающая антенна, и ДНА на излучениеиприемодинакова.В3-коор- Рис. 7.16. Формирование ДНА вдинатных РЛС диаграмма направ- 3-координатных РЛС метровоголенностиантенныугломестногодиапазонаканала на прием формируется либов виде быстро сканирующего в вертикальной плоскости узкого луча,либо в виде веера лучей. Однако и в том и в другом случае ширина2237.Радиолокационные системы обнаружения, наведения и целеуказания ...ДНА угломестного канала на прием в горизонтальной плоскости значительно больше, чем ширина ДНА на излучение (рис.7.16).Притаком построении обеспечивается формирование требуемой диаграммы направленности при приемлемых массогабаритных характеристиках антенной системы, представляющей собой две антенныпримерно одинакового размера с различной ориентацией.В формировании диаграммы направленности принимает участие поверхность земли.
При этом позиция РЛС должна удовлетворять определенным требованиям. Размеры ровной площадкидолжны быть не меньше области, существенной для отражениярадиоволн и определяемой, в основном, первой зоной Френеля.Радиус ровной площадки на практике рассчитывается по формулеRпл ~ 23, 3 haл, ,где(7.9)высота электрического центра антенны над поверхноha -стью земли. Допустимая величина неровностей площадки, определяемая критерием Рэлея (см.
гл.h3)<max -л,16 sin Е 'для типовых позиций РЛС метрового диапазона сравнительно легко вьmолняется.Влияние земной поверхности на формирование зоны обнаружения (видимости) РЛС в вертикальной плоскости рассмотренов3.5.Примерный вид результирующей диаграммы направленности РЛС метрового диапазона длин волн в вертикальной плоскости для горизонтальной и вертикальной поляризаций показан нарис.7.17.hh2' '\\\\12аРис.7.17.rО ", Ем = О; 11 / > _______ ,,,,/224f'6Примерный вид результирующей ДНА РЛС метрового диапазона длин воШI при горизонтальной (а) и вертикальнойl -2F(E);2 -Fp = F(E) V(E)( 6) поляризации:7.4.Особенности построения РЛС дальнего обнаружения ...Лепестковый характер интерференционного множителя (и результирующей ДНАособенно выражен, если максимумFp(s))ДНА F(Ем -Е) ориентирован вдоль горизонта (Ем= О), а поляризация излучения горизонтальная ( см.
рис.7 .1 7, а). В этом случае впределах углов места О .. .20° I ГI ~ 1 (рис. 7.18, а) и выражение(3.34) принимает следующий вид:V(Е) ~ 2[1- cos ( 2тт ~а sin Е)] = 21sin ( 2тт ~ sin Е) 1·2Глубина провалов доходит практически до нуля, а в направлении максимумов напряженность поля удваивается по сравнению с<р, рад0,8 f-~ -t---t-="""""""t---.;;;;::;:::::I3, 1500,6 f-----+----"'<--+------t----1~--,3,1250,4/--..,..._/2f-----+-+------- - - - t - - - - ,1/3, 100!"-.3,075тто51015Е, градо5107.18.Модуль (а) и фаза15Е,град6аРис.\(6)коэффициента Френеля для сухой почвыпри различной поляризации волн:1-горизонтальная;2-вертикальнаярежимом формирования диаграммы направленности в свободномпространстве.Из основного уравнения радиолокации(4.4)следует, что дальность обнаружения воздушных объектов пропорциональна величинеД(Е) =~G2 (E) =~F4 (E) =F(E).Следовательно, в направлениях максимумов дальность обнаружения цели увеличивается примерно в2раза, что является положительным эффектом земли.
Вместе с тем наличие провалов в диаграмме направленности приводит к снижению качества проводкицелей. Поэтому принимаются специальные меры для исключенияпровалов или уменьшения их глубины, что достигается несколькими способами.2257.Радиолокационные системы обнаружения, наведения и целеуказания ...Использование вертикш~ьно поляризованных волн. В этом случае при углах места болееIГI< 1 (рис. 7.18,3 ... 5°модуль коэффициента отраженияа), в результате чего интенсивность отраженнойволны Е0тр мала. Глубина провалов ДНА существенно уменьша-ется (см.
рис.7.17, 6).Однако этому способу присущ серьезныйнедостаток, связанный с дополнительными потерями излучаемойэнергии. Условие IГI< 1 означает,что часть энергии, падающей наподстилающую поверхность, бесполезно расходуется на нагревпочвы.
В связи с этим в РЛС метрового диапазона вертикальнаяполяризация излучаемых колебаний применяется редко.Наклон электрической оси антенны к линии горизонта. Этотспособ применяется в РЛС с зеркальными антеннами. Минимальное значение интерференционного множителя в этом случае всегда будет больше нуля (кроме точки ЕVminО):== 1- F ( Ем + Е) > О.(7.10)F(Ем -Е):~~,l>--___ , ,Рис.7.19.lВместе с тем уменьшается максимальноеинтерференционного множителяV.2 rРезультирующая ДНАзначениешахи,=l -F ( Ем + Е) < 2F ( Ем - Е)'следовательно,не(7.1 1)достигаетсяпри наклоне электрической осиудвоенная дальность обнаруженияантеm~ы к линии горизоmа:под благоприятными углами места1-(рис.F(f,);2 - Fp = F(f,) V(f,)7.19).Таким образом, наклон электрической оси антенны к линии горизонта приводит к уменьшению глубины провалов и одновременно к снижению значения коэффициентаусиления внаправленияхмаксимумовдиаграммы направленности.Однако в отличие от использования вертикально поляризованньIХволн потери энергии нет, а происходит лишь перераспределение потока энергии электромагнитного поля в пространстве.
Обычно выбирают Ем=4 ...6°,что обеспечивает (см. рис.Vmax(E) = 1,5и7.19)Vmm(E) =О, 7.Формирование несимметричной диаграммы направленностиантенной системы в свободном пространстве. В этом случае2267.4.F(r,)Особенности построения РЛС дальнего обнаружения ...* F(-r,).Достоинство этого способа состоит в том, что изрезанность результирующей диаграммы направленности несколькоменьше при большом усилении в первом лепестке. Однако формирование несимметричной диаграммы направленности представляет определенные трудности, поскольку требуется создать на раскрывеантеннойсистемыамплитудно-фазовоераспределениесложной формы.
Такой способ применим в РЛС с фазированнымиантенными решетками.Формирование диаграммы направленности разнесенными антеннами. В РЛС метрового диапазона волн с невысоким энергетическим потенциалом, где используется антенна типа «волновойканал», диаграмма направленности формируется двумя разнесенными на высоте антеннами, электрические оси которых ориентированы вдоль линии горизонта.Поскольку направление максиму-/1мов и минимумов зависит от отношенияha/A,то верхнюю и нижнюю антенны располагают так, чтобы провалыврезультирующейдиаграмменаправленности одной антенны перекрывалисьлепесткамидиаграммынаправленности другой антенны. Обеантенны запитываютсяrот одного передатчика.
Так как электромагнитные Рис. 7.20. Формирование реполя в соседних лепестках диаграммызультирующей ДНА с помонаправленности одной и той же ан- щъю разнесенных по высотетеины противофазны (на рис.7 .20 этоусловно показано знаками«+» и«-»),топрисинфазном питанииантенн:1 - Fв(s); 2 - Fн(s)антеннмогут появиться провалы в новых направлениях. Во избежаниеэтого антенны запитываются со сдвигом фаз Л<р= 90°либо же впроцессе обзора пространства вьmолняется коммутация питания ссинфазного на противофазное.Таким образом, практическое применение проанализированных способов уменьшения провалов в результирующей диаграмменаправленности РЛС метрового диапазона длин волн зависит отпринципов построения и конструкции антенных систем.Основные технические решения в РЛС дальнего обнаруженияипредупреждения.Впостроениирадиолокационных2277.Радиолокационные системы обнаружения, наведения и целеуказания ...средств дальнего обнаружения и предупреждения (так же, как идля РЛС боевого режима) существует два направления: использование в составе Р ЛК дальномеров в сочетании с высотомерами исоздание 3-координатных РЛС.
Этим определяется внешний обликРЛС дежурного режима. Рассмотрим особенности построения основных систем.Антенные системы. Горизонтальные размеры антенных системдостигают30 м [20]. В2-координатных РЛС дальнего обнаруженияобычно применяются параболические зеркальные антенны с эффективной площадью АэФ= 100... 150м2 и уровнем боковых лепестковдБ. Для повышения защищенности РЛС от активных по- 20 ...- 23мех применяется5-6вспомогательных антенн в сочетании с автокомпенсаторами. В 3-координатных РЛС используются две плоскиеортогонально ориентированные антенные решетки (АР)7 .16).Отдельные части раскрыва(фрагменты)(см.рис.такой АР применяются для решения задач пространственной селекции сигналов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
