Казаринов Ю.М. Радиотехнические системы. Под ред. Ю.М.Казаринова (2008) (1151786), страница 20
Текст из файла (страница 20)
ЭП Р всенаправленного линзового отражателя определяется соотношением 4изл™ ф+ в|п ф г о= — !— Хг п где и' — радиус линзы. Из отражателей-антенн остановимся на решетках Ван-Атта, представляющих собой линейную решетку из Ф пар одинаковых соединенных волноводами или фидерами антенн. Все соединительные линии имеют одинаковую электрическую длину. Сигнал, принимаемый каждой из пары антенн, переизлучается другой антенной. В качестве антенн используются либо рупорные (или диэлектрические) антенны, либо полуволновые вибраторы. При идеальном согласовании антенн с их трактами максимальная ЭП Р линейной решетки о = 4гт'гов, где па — ЭПР одной короткозамкнутой антенны.
Как и трехгранный уголковый отражатель, в достаточно широком секторе углов решетка формирует сильное отраженное поле, распространяющесся в направлении на источник излучения, т.е. на РЛС. Контрольные вопросы 1. Что понимают под характеристиками радиолокационного рассеяния? 2. Приведите определение эффективной площади рассеяния цели. 3.
Что такое удельная ЭП Р и как она определяется в различных случаях? 4. Частотная характеристика цилиндрического отражателя с радиусом г и длиной I при падении поля перпендикулярно образующей в высокочастотной области рассеяния имеет вид А„=!чав ехр(~2Аг„).
Получите выражение для импульсной характеристики отражателя. 5. Приведите математические модели поля, отраженного целью, справедливые во временной и частотной областях при статическом рассеянии. 97 6. Приведите обобщенную амплитудно-частотную характеристику отражателя простой формы и опишите его рассеивающие свойства в низкочастотной, резонансной и высокочастотной областях рассеяния. 7.
Флуктуации ЭПР цели подчиняются экспоненциальному закону. Получите выражение, описывающее плотность распределения вероятностей амплитуды отраженного сигнала. 8. Приведите зависимость удельной ЭПР морской поверхности от угла скольжения поля и дайте характеристику различных областей рассеяния. 9. Приведитс математическую модель поля, отраженного от цели, расположенной вблизи подстилающей поверхности, 1О.
Каковы основные причины усиления обратного рассеяния от цели вблизи границы раздела двух сред? 11. Приведите зависимость ЭПР точечного изотропного отражателя от высоты над границей раздела двух сред. 12. Каковы методы уменьшения ЭПР? 13. Поясните механизмы формирования отраженного поля в линзах Люнеберга. РЛДВА З ДАЛЬНОСТЬ ДЕЙСТВИЯ РАДИОСИСТЕМ 3.1. Дальность действия радиолиний Дальность действия является одной из важнейших характеристик большинства радиосистем.
Под далыюстью действия системы понимают максимальное расстояние 0= О,„, на котором принимаемый сигнал достигает минимально допустимого (порогового) уровня мощности Р, = Р.;„, еще достаточного для выполнения системой основных функций с качественными показателями не хуже заданных. Рассмотрим максимальную дальность действия радиолиний трех типов, используемых в радиосистемах различного назначения: радиолинии связи, радиолинии с активным ответом и радиолинии с пассивным ответом.
Дальность действия линии радиосвязи. Радиолиния связи состоит из передатчика и приемника радиосигнала. Предположим, что в радиолинии используются радиоволны длиной Х„, мощность излучаемых передающей антенной колебаний Р„, ее коэффициент усиления 6„, коэффициент усиления приемной антенны 6„, а чувствительность приемника (мощность порогового сигнала) Рс пип.
Плотность потока мощности, создаваемого излучаемым сигналом в месте расположения приемной антенны на расстоянии 0 от Р„6„ передающей, составит П = " ", а мощность сигнала в прием4я0г ' ной антенне А Р„6„А„ Р„6„6„Хг 4х0г (4х)г 0г где А„— эффективная площадь приемной антенны, А„= 1~6„/4ж При увеличении дальности 0 мощность принимаемого сигнала падает и, наконец, достигает порогового уровня Р, = Р,;„, ограничивающего максимальное значение дальности радиолинии 99 () 1 иби6п~ й (4к) Р, Значение Р, „определяется приведенным ко входу отношением сигнала к помехе (включая и собственный шум приемного устройства), необходимым для извлечения информации с заданной достоверностью.
Радиолиния с активным ответом. Радиолнния с активным ответом (рис. 3.1) состоит из двух радиолиний связи: линии запроса и линии ответа. Для каждой из них можно найти максимальную дальность действия по формуле (3.1), присвоив параметрам, относящимся к линии запроса н ответа, соответствующие индексы )г Р 6 6 )г — Р 676''"' И вЂ” " о ьт 'а' (32) Результирующая дальность действия системы будет определяться раднолинней с меньшей дальностью действия. Естественно стремление сделать каналы запроса и ответа равнопрочными, а систему сбалансированной, т.е.
обеспечить !), = г),,„. Если в запросчике и ответчике для передачи и приема используется одна антенна и частоты запросного и ответного сигналов близки, т.е. Х„, = а.„„то 6и,= 6п, и 6„, = 6и, и, следовательно, 6и.пбп.п 6и.обп.о. Отсюда найдем условие баланса системы Р„,( Р„;п = Р„„( Р„,п. (3.3) В качестве примера приведем данные космической радиолинии с активным ответом, работающей в диапазоне Хи = 6 см. Параметры линии запроса: Ри,= 10 кВт (+40 дБ); 6и, = 10' (~ь60 дБ); Р„м=!Огп Вт(-170 дБ); параметры линии ответа: 6„.=25 (+14дБ); Р„, = 50 Вт (+17 дБ); Р„,„= 1О-" Вт (-190 дБ).
Проверим балансировку системы Р„,( Р„;„= 40 + 170 = 210 дБ; Р„,(Р„,„= 17+ + 190 = 207 дБ. Таким образом, система близка к балансу с некоторым запасом надежности (+3 дБ) запросного канала, поскольку для за- иа* Хи.а Рис. 3.1. Схема радиолинин с активным ответом !00 просчика, расположенного на поверхности Земли, легче создать большую антенну с высокой направленностью, мощный передатчик и высокочувствительный приемник. Ридиолииия с пассивным ответом. В этом случае ответный сигнал создается при рассеянии радиоволн облучаемым объектом с ЭПР о„, а запросчиком является РЛС или радиовысотомер.
Предположим: РЛС излучает зондирующий сигнал мощностью Р„, коэффициент усиления ее передающей антенны 6„, а приемной— 6„, соответственно эффективная площадь А„= 6„).'„/4к, чувствительность приемника Р,,„. При расстоянии от РЛС до цели 0 плот- Р„б„ ность потока мощности у цели будет П, = " ", а мощность, 4 к 01 Рьб„а„ перехватываемая целью, Р, = П,о„ = 4я02 По определению ЭПР вся эта мощность рассеивается целью изотропно, следовательно, плотность потока мощности у антенны РЛС на расстоянии 0 от цели составит Р, Р„б„о„ 4к02 (4к)2 04 а мощность сигнала в антенне РЛС При увеличении дальности 0 мощность сигнала Р, падает, достигая порогового уровня Р, = Р,,„при 0 0 Рб„б„)„о„ (4к)з Р (3.4) 101 Это выражение носит название основного уравненая радиолокация, или уравнения дальности РЛС в свободном пространстве.
Оно отражает связь дальности действия РЛС с ее основными параметрами и ЭПР цели. Параметры Р,;„и о„имеют статистический характер и зависят от многих факторов. В основном уравнении не учитываются потери при распространении сигнала, потери в антенно-фидерном тракте и других устройствах РЛС при формировании, приеме и обработке сигнала. Влияние этих факторов на дальность действия РТС рассматривается далее. Особенности определения дальности действия многопозиционных радиолокационных станций, в которых зона обзора зависит от состава и конфигурации системы, заключаются в следующем. В системе, состоящей из независимых РЛС, рассчитывается 0 каждой из них относительно точки ее расположения (позиции).
Затем строится зона обзора системы, состоящая из круговых зон обзора с радиусом О„и центрами в точках расположения РЛС. Внешний контур частично перекрывающихся рабочих зон РЛС и определяет предельную дальность действия МПРЛС. Сложнее определить дальность действия многопозиционных систем, состоящих из передатчика и нескольких приемников, расположенных в различных точках пространства.
Для бистатической РЛС с разнесенными передатчиком и приемником дальность действия зависит от взаимного положения передатчика, приемника и цели, параметров ДН передающей и приемной антенн, энергии излучаемых сигналов и чувствительности приемника, а также вида сканирования передающей и приемной антенн. По существу, необходимо рассматривать дальность действия линий связи при передаче и приеме сигналов для различных взаимных положений ДН передающей и приемной антенн. Таким образом, рабочая область РЛС будет иметь меняющуюся во времени конфигурацию и может быть построена для конкретных данных системы, что, конечно, относится и к случаю нескольких приемников в составе многопозиционной РЛС.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
