Казаринов Ю.М. Радиотехнические системы. Под ред. Ю.М.Казаринова (2008) (1151786), страница 22
Текст из файла (страница 22)
(3.8[ Для наземных или корабельных РЛС обнаружения обычно выполняется условие Н„«2), т.е. угол места цели !) мал, как и углы !), = !з„, что позволяет при горизонтальной поляризации радиоволн считаты. =1' и Чу = к. В этом случае г, = [2[! ° ( +я[[ =2.ыч(2, ' Модуль козффициента отражения г близок к! для соленого моря и реаль- но изменяется в пределах от 0,9 до 0,95. Для нн[кенерных расчетов его можно принять равным [ 106 а так как 2к 2я2Й,Н„ 4 = — ~0= Х„Х„0 сов 13 ' то /ъ = 2я'и (3.9) Х0соз|3 где л„̈́— высоты расположения антенны РЛС и цели соответственно.
Таким образом, множитель Е; изменяется по колебательному закону, достигая максимального значения Р'„= 2 в направлениях, где аргумент синуса равен нечетному числу я/2, и падает до 0 в направлениях, где аргумент равен целому числу я. Следовательно, зависимость Р~ от 11 имеет лепестковый характер, причем число лепестков л„. = 2л.„/Х„. При вертикальной поляризации излучаемых сигналов полученные результаты справедливы только для 11 < ! ', так как с увеличением 13 значения г„и у изменяются, причем характер этих изменений сильно зависит от частоты, на которой работает РЛС.
С учетом интерференционного множителя результирующий коэффициент усиления антенны по мощности будет 6, = Ео'б. В случае использования одной антенны при излучении и приеме сигнала обобщенное уравнение дальности (3.7) с учетом отражения от земной поверхности приводится к виду 2Е 02У4 7т (3.10) При обнаружении низко расположенных объектов (низколетящих целей) О» Н„, угол 13 мал и /ъ = 4яЬ,Н„/7„0. В этом случае цель находится в нижней части первого лепестка результирующей ДНА и максимальная дальность обнаружения йкЕ„С~а 64Н4 (3.11) Таким образом, дальность обнаружения кораблей и низколетящих ЛА связана с энергией зондирующего импульса уже корнем восьмой степени, и для увеличения дальности действия РЛС в два раза энергию импульса требуется увеличить в 256 раз.
Условием, при котором цель считается низколетящей, является неравенство 2х й,,Нх я Х„ 0 16* 107 (2х Ь„Н„1 позволяющее принять гйп — " равным его аргументу. Из этого 2) ~ условия можно определить граничное расстояние 0„> 32л„Н„/Х„, при превышении которого для расчета 2), можно использовать формулу (3.1!). Для увеличения О, необходимо увеличивать отношение й,/Х„. Отсюда следует также, что для приближения к РЛС на возможно малое расстояние, оставаясь необнаруженным, ЛА должен лететь на минимально возможной высоте Н„.
Именно это условие и выполняется при полете крылатых ракет. Если отражающая поверхность шероховатая (например, поверхность моря при волнении), то в дополнение к зеркальному отражению возникает диффузное рассеяние. При вычислении множителя Го рассеянный сигнал обычно отдельно не рассматривается, а объединяется с прямой и отраженной волнами.
При этом принимаемый сигнал становится флуктунрующим даже при отсутствии флуктуаций ЭП Р цели, что подробно обсуждалось в предыдущей главе. При отражении радиоволн от неровной или слабо проводящей поверхности введенные ранее предположения относительно г,„и у уже не справедливы и вычисление Р~ необходимо производить по исходной формуле (3.8).
Так как в этих случаях всегда г < 1, то пределы изменения Г, будут меньше, чем для идеально отражающей поверхности, хотя лепестковый характер диаграммы изменения сигнала в зависимости от угла места цели сохранится. До сих пор рассматривалось радиолокационное наблюдение на дальностях, при которых земная поверхность могла считаться плоской. Кривизна земной поверхности ограничивает дальность радиолокационного обнаружения. В оптическом диапазоне волн дальность наблюдения ограничена дальностью прямой видимости (дальностью горизонта) О„-ЯЯ,+н.~'-ц+хй„хг-щ-,2Я,1,гх+Я) ~З.П2) При радиусе Земли Яз = 6370 км 2),.
= 3,57(,/й, +,1Н„), где Р, выражена в километрах; л,, и ̈́— в метрах. Если дальность радиолокационного наблюдения не превышает Р„то расчет г1 может выполняться по полученным ннтерференционным формулам с учетом поправки на кривизну земной поверхности. При выполнении условия Ь„«Н„учет сферичности земной поверхности сводится к замене истинной высоты цели Н„ (рис. 3.3) приведенной высотой рг Н„„= Н„+ оН„= ̈́— —. 2пз 108 Рис. 3.3. Зоны обнаружения РЛС При этом вид зоны обнаружения в вертикальной плоскости (диаграммы видимости) остается таким же, как и для «плоской» Земли, а ее поверхность будет представлена кривой (см. рис.
3.3), уравнение которой имеет вид аН = — 02/(2Яз). Линии равных высот Н„= сопя( будут параллельны этой линии. Из рис. 3.3 непосредственно видно, что кривизна земной повсрхности уменьшает дальность радиолокационного наблюдения низко расположенных объектов. Для сохранения дальности необходимо увеличивать высоту расположения антенны РЛС или увеличивать энергетический потенциал станции, повышая энергию зондирующего импульса, направленность антенны и чувствительность приемника.
В реальных условиях работы РЛС приходится учитывать также влияние рельефа местности и наличие сильно отражающих объектов вокруг РЛС на ее зоны обнаружения. Создаваемые ими дополнительные отражения искажают диаграмму видимости РЛС, снижая дальность обнаружения и точность местоопределения цели. Поэтому стремятся по возможности располагать РЛС на ровной площадке, свободной от сильных отражателей в секторе обзора РЛС. Кроме отражений от поверхности Земли и местных предметов на работу РЛС и РНС существенное влияние оказывают и иные причины, связанные с условием распространения радиоволн.
3.4. Влияние условий распространения радиоволн на дальность действия радиолокационных и радионавигационных систем При определении дальности действия РТС приходится учитывать поглошение и преломление радиоволн при их распростране- !09 нии в атмосфере, их отражение от ионосферы, влияние подстилающей поверхности вдоль трассы, по которой распространяется радиосигнал. Степень влияния этих факторов зависит от частотного диапазона РТС и условий ее эксплуатации (время суток, географический район, высоты передатчика и приемника). В табл. 3.1 приведено принятое в России распределение радио- частот и радиоволн по диапазонам с кратким указанием особенностей распространения и областей применения.
В табл. 3.2 приведены используемые в США буквенные обозначения частотных диапазонов и поддиапазонов, выделенных для радиолокации. В последнее время эти обозначения все шире используются и в отечественной литературе. Влияние поглощения и преломления радиоволн наиболее существенно в нижнем основном слое атмосферы, называемом тропосферой. Тропосфера простирается до высот 8 ...! 0 км в полярных районах и до 16 ... 18 км в тропических широтах Земного шара, В тропосфере сосредоточена основная часть водяного пара, образуются облака и турбулентные потоки, что оказывает сильное влияние на распространение радиоволн, особенно миллиметрового, сантиметрового и дециметрового диапазонов, используемых в радиолокации и ближней радионавигации.
Отражение от ионосферы наиболее сильно сказывается на декаметровых и более длинных волнах, используемых в РТС навигации и связи. Влияние затухания радиоволн в тропосфере. Это влияние связано с их поглощением в молекулах кислорода и водяного пара, гидрометеорами (дождь, туман, снег) и твердыми частицами (дым, пыль), а также с рассеянием радиоволн жидкими и твердыми частицами. Поглощение и рассеяние радиоволн ведет к снижению плотности потока мощности радиоволны с расстоянием по экспоненциальному закону. Снижение мощности зависит от коэффициента затухания а, и расстояния Р, проходимого радиоволнами. Если коэффициент и, вдоль всей трассы постоянен и рассматривается случай активной РЛС с пассивным ответом, то мощность сигнала на входе приемника уменьшается за счет затухания от Р„до (3.13) Р, = Р„ехр( — 2сс,,9).
Если выразить а, в дБ/км, то Р, = Р„ехр( — 0,46а,0). При наличии в атмосфере гидрометеоров и других частиц коэффициент затухания а, является суммой частных коэффициентов затухания, вызванных поглощением молекулами кислорода и водяного пара, а также влиянием жидких и твердых частиц, распыленных в атмосфере. 1! 0 х х й а Б сс о о о Ж йО о х х Я ~ й':~ х Я и М~ 4 с ~6 1 Я с о" ~ х х о о х х асх 55 дх й РДО Д х оо у х .О х й", И х .О 5 г хх.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
