Казаринов Ю.М. Радиотехнические системы. Под ред. Ю.М.Казаринова (2008) (1151786), страница 24

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 24)

Н. И. Кабановым и носит название эффекта Кабанова, а РЛС, основанные на этом эффекте, называются ионосферными, или загоризонтными. В таких станциях, работающих на волнах длиной 10...!00 м, как и в обычных РЛС, дальность цели определяется по времени запаздывания сигнала, а направление фиксируется с помощью направленной антенны. В силу ограниченности спектральных ресурсовдекаметрового диапазона и неустойчивости характеристик ионосферы точность таких станций невелика и не превышает 3... 5 км по дальности и 2 ...

3' по азимуту. Для улучшения характеристик загоризонтных РЛС используют специальные методы и технические средства диагностики состояния ионосферы, что позволяет выбрать оптимальную рабочую частоту и рассчитать трассу распространения сигнала. Зависимость высоты ионосферы от многих причин приводит к непредсказуемым изменениям задержки сигнала, что затрудняет использование пространственных волн для радионавигации.

Более того, интерференция пространственных и поверхностных радиоволн ведет к искажению поверхностного сигнала и снижает точность местоопределения. С этим явлением приходится считаться ночью на дальностях, больших 500 км над морем и 250 км над сушей, где интенсивность пространственного сигнала становится соизмеримой и даже превышает интенсивность поверхностного сигнала, по которому проводится измерение в РНС. При использовании в РНС непрерывных или продолжительных импульсных сигналов пространственный сигнал накладывается на поверхностный, что приводит к случайным флуктуациям амплитуды и фазы результирующего сигнала и, следовательно„к большим по- !18 грешностям местоопределения.

Для разделения пространственных и поверхностных сигналов используются сравнительно короткие импульсные сигналы, что, однако, вызывает возникновение определенных проблем, которые будут обсуждаться при изучении импульсно-фазовых РНС.

Радиоволны мириаметрового (сверхдлинноволнового) диапазона длиной 1О... 30 км, используемые в системах глобальной навигации наземного базирования, обладают некоторыми особенностями распространения. Эти волны слабо поглощаются подстилающей поверхностью и хорошо отражаются от нее, так же как и от ионосферы, как ночью, так и днем. В результате сверхдлинные волны распространяются вокруг поверхности Земли, как в волноводе, ограниченном поверхностью Земли и ионосферой, на очень большие расстояния. При этом изменение скорости распространения и фазовые сдвиги можно прогнозировать, что обеспечивает точность местоопределения, достаточную для судовождения в открытом море.

В настоящее время для глобальной навигации используются спутниковые РНС, в которых благодаря большой высоте орбит ИСЗ обеспечивается прямая «видимость» набольших расстояниях в дециметровом и сантиметровом диапазонах волн, которые свободно проходят через ионосферу. Применение дециметровых и сантиметровых волн позволяет получать с помощью спутниковых РНС очень высокую точность местоопределения в рабочей области системы, которая охватывает все околоземное пространство. 3.5.

Влияние потерь при формировании и обработке сигналов в РЛС на ее дальность действия Обобщенное уравнение дальности (3.5) включает в себя коэффициент Е„, который кроме рассмотренных выше потерь при распространении сигнала содержит и ряд других составляющих, влияющих на максимальную дальность действия РДС.

К ним относятся гютери в линиях, соединяющих антенну с передатчиком и приемником, потери в антенном переключателе и антенной системе, потери при обработке сигнала в приемнике и устройствах отображения. Потери в линии передачи от антенны к передатчику и приемнику определяются типом линии передачи, ее протяженностью, наличием изгибов и сочленений. В линиях передачи волноводного типа, используемых в очень широком диапазоне частот 0,35...40 ГГц, коэффициент затухания а„„ изменяется соответственно от 0,001 до 0,7 дБ/м.

При использовании одной и той же линии длиной ( при передаче и приеме потери составят величину Е„,= 2!а,, 119 Потери в антенном переключателе могут достигать значения 2„„= 2 дБ, а потери во вращающихся сочленениях до Е„р = 0,8 дБ. Например, для корабельной РЛС кругового обзора десятисантиметрового диапазона с волноводной линией передачи длиной ! = 20 м результирующие потери линии достигают значения Е„„= 2!а„„+ Е„„»- /.„= 40. 0,03 + 2 + 0,8 = 4 дБ. Таким образом, потери весьма существенны и при разработке РЛС ее высокочастотному тракту должно быть уделено серьезное внимание. Влияние потерь в фидерной системе можно снизить за счет размещения дополнительного малошумящего усилителя высокой частоты непосредственно в антенном устройстве.

Потери в антенной системе связаны в основном с формой ДНА и ее сканированием в процессе обзора, а также потерями в обтекателе антенны (защитном колпаке), В уравнении дальности РЛС коэффициенты усиления антенны при излучении б„предполагаются соответствующими направлению максимума ДНА. При сканировании ДНА, имеющей ширину а„. и аппроксимируемой кривой Гаусса ехр(-2,78а'/а~), потери на сканирование (уменьшение мощности сигнала на краях ДНА в 2 раза) можно представить формулой п ~.с м-и/2 (3.16) 1+ 2 ~~Г ехр$-5,55/с'/(/У„,,, — 1)'] где л — число интегрируемых импульсов; М„„, — число импульсов в пачке (предполагается нечетное число импульсов, причем центральный импульс пачки располагается на оси ДНА).

Так, например, для А!„,„= !! и а = Ю„„„потери на сканирование Е„= 2 дБ, При сканировании симметричной диаграммы (карандашного типа) по двум координатам потери удваиваются. Потери в обтекателе антенны зависят от его типа (применяемого материала и конструкции) и частоты, на которой работает РЛС. В обтекателях наземных РЛС, работающих на частотах от! до 4 ГГц, потери составляют Е,„= (! ... 1,5) дБ. В надувных обтекателях потери меньше, чем в обтекателях жесткой рамной конструкции.

Одной из причин потерь при обработке радиолокационных сигналов является несогласованность АЧХ приемного тракта с формой и шириной спектра радиосигналов. Опыт показывает, что эти потери составляют Е„р- -(0,5...1) дБ. Потери при приеме с постоянным уровнем ложйой тревоги достигают Е„= 2 дБ, использование бинарного накопления добавляет еще 2я„= 1,5 дБ (за счет ограничения амплитуды сигналов). Потери при дискрети- !20 зации и квантовании сигналов для перехода к цифровой обработке достигают 0,5 дБ при двух выборках на импульс и снижаются до 0,2 дБ при трех. Специфические потери, снижающие дальность действия РЛС с селекцией движущихся целей и импульсно-допплеровских РЛС, будут рассмотрены при изучении этих типов станций. Таким образом, и обобщенное уравнение дальности дает лишь приближенную оценку дальности действия РЛС, так как невозможно априори учесть все возможные причины, влияющие на ее величину.

Поэтому важное значение при разработке РЛС имеет экспериментальная проверка ее дальности действия в условиях, близких к реальным, с возможной настройкой параметров входящих в нее устройств. В процессе эксплуатации РЛС предусматривается периодическая проверка параметров РЛС, определяющих ее работоспособность и, в частности, дальность действия, являюшуюся одной из основных характеристик нс только РЛС, но и большинства систем радионавигации, радиосвязи и радиоуправления.

3.6. Уравнение дальности при радиолокационном наблюдении поверхностно и объемно распределенных объектов Основное и обобщенное уравнения радиолокации были получены в предположении обнаружения одиночной точечной цели, имеющей ЭП Р о„. При облучении с летательного аппарата участка подстилающеи поверхности о„зависит от отражающих свойств этой поверхности, параметров РЛС и положения облучаемого участка поверхности относительно РЛС. В гл. 2 было показано, что ЭП Р разрешаемой площади Юь облучаемой поверхности с удельной ЭПР о„, равна ох„= о„,Юь.

Для диффузно рассеивающей поверхности, облучаемои под углом )» и имеющей коэффициент отражения г, удельная ЭП Р о„, = 4«,нйпз~3. При облучении такой поверхности зондирующим импульсом РЛС длительностью т„, излучаемым антенной, расположенной на высоте Н (рис. 3.7) и имеющей узкую ДН в горизонтальной плоскости (шириной аА) и широкую в вертикальной (~)д), величина разрешаемой площади т„с т„с 5а = а„0 " = охНсоаеср 2совб 2созр В этом случае о~, = о„,50 = 2г а т„с0гй~)яви и, следовательно, мощность отраженного сигнала в антенне РЛС можно представить выражением 12! Антенна РЛС .4„.

Характеристики

Список файлов книги